AMD Duron - 20 lat temu tanie procesory AMD rozgromiły Intela

19 czerwca 2020 roku wyznacza dwudziestolecie nieistniejącej już, ale bardzo ważnej serii niskobudżetowych procesorów AMD Duron, które wchodząc na rynek pozmieniały niewiele mniej, a może nawet więcej, niż w 1999 roku zrobiły to pierwsze procesory Athlon. Seria Duron na rynku nie przetrwała długo, ale nie jako procesory, a jako marka. Przełom XX i XXI wieku na rynku IT był wyjątkowo interesujący i obfitujący w nowe podmioty, nowych liderów, a także odpadanie z rynku starych tygrysów. Procesory AMD Athlon, a potem także Duron, wchodziły na rynek totalnie zdominowany przez Intela. Obie serie kolejno, wbrew przepowieściom wielu niedowiarków, rozbrajały dawny porządek.

Przełom XX i XXI wieku wiązał się z dużą zmianą na rynku procesorów. To właśnie wtedy firma AMD uderzyła pierwszymi Athlonami, a niedługo potem Durony dokończyły dzieła podkopywania pozycji Intela.

Zanim przejdziemy do samych Duronów, warto najpierw przypomnieć, jak wyglądała sytuacja na rynku mikroprocesorów w roku poprzedzającym pojawienie się pierwszych modeli. 22 lutego 1999 roku firma AMD wprowadza do sprzedaży procesory K6-III "Sharptooth". Zaledwie cztery dni później swój start zaliczają procesory Intel Pentium III "Katmai". Mogło wydawać się, że wcześniej próbujące przebić się przez mocne pozycje Intela, AMD trafiło na mur, bo przecież nowa generacja procesorów Pentium to m. in. zestaw instrukcji SSE (Streaming SIMD Extensions), mający umożliwiać uzyskiwanie znacznie lepszej wydajności głównie, choć nie tylko, w przetwarzaniu wideo i audio. Właśnie te cechy były elementami kampanii reklamowej Intela. Sęk w tym, że AMD podobny zestaw instrukcji, o nazwie 3DNow!, miało już od roku.

PowerVR - Historia Kyro i innych ambitnych układów graficznych

Początek 1999 roku dla Intela był tylko przygrywką do głównego wydarzenia. Potężne Pentium III w testach potrafiły przegrać ze znacznie tańszymi odpowiednikami AMD K6-III. Jedynym bastionem, w którym nowe procesory Intela mogły czuć się w miarę bezpiecznie, były gry, choć nie bez wyjątków. Warto przypomnieć, że układy AMD miały, oprócz niższych cen, inną zaletę. O ile Pentiumy III korzystały początkowo ze złącza Slot 1, pamiętającego tylko Pentium II, o tyle AMD utrzymało swoje procesory w tradycyjnych podstawkach Socket 7 i Super Socket 7. Innymi słowy nie tylko same procesory AMD były tańsze, ale i złożenie dla nich platformy było prostsze. No i tańsze. Intel pomimo wysiłków i sporych nakładów finansowych na kampanie reklamowe w wielu krajach, po raz pierwszy stanął w obliczu problemu - znacznie mniejszy konkurent nie chciał ustąpić. Prawdziwą bombę AMD jednak zrzuciło na Intela niemal dokładnie cztery miesiące po wejściu na rynek K6-III.

23 czerwca 1999 roku stało się coś, w co przed tym dniem wielu zwyczajnie nie wierzyło. 22 miliony tranzystorów w krzemowym rdzeniu o powierzchni 184 mm2, czyli pierwszy procesor AMD Athlon "Argon" o częstotliwości 500 MHz, przeznaczony dla złącza Slot A (odpowiednik intelowskiego Slot 1). W porównaniu do Pentiumów III, pierwsze Athlony nie tylko utrzymały przewagę AMD w oprogramowaniu użytkowym, nawet w porównaniu zegar-w-zegar, ale dodatkowo wyraźnie wyprzedziły je w grach. Przykładowo w Quake ]I[ Arena, AMD Athlon 600 spokojnie zostawiał w tyle Pentium III 650. Porównując zegar w zegar (600 - 600 i 650 - 650 MHz), Athlony uzyskiwały o co najmniej 20% lepsze rezultaty. W testach syntetycznych, jak np. w 3DMark99, Athlony osiągały wyniki nawet o ponad 30% lepsze. AMD w murach Intela zrobiło ogromną wyrwę, spychając konkurenta do pozycji tego drugiego w kategorii najlepsza wydajność.

Pojawienie się pierwszych procesorów Cyrix 6x86 i później AMD K6, celujących w niższe segmenty cenowe, w 1997 roku wymusiło na Intelu wprowadzenie do oferty Celeronów. Do 2000 roku niebiescy przeszli już przez trzy generacje tych procesorów. Po pierwszych sukcesach Atlhon (K7), oczywistym było to, że firma AMD wykorzysta swoją nową architekturę w układach niskobudżetowych. Tak właśnie narodził się Duron "Spitfire", czyli tańszy odpowiednik Athlonów, który miał konkurować z Celeronami. Układ ten bazował na trzeciej wersji procesorów Athlon "Thunderbird" (tzw. Model 4), które zadebiutowały 5 czerwca 2000 roku. Warto wspomnieć o tym, że raptem trzy miesiące wcześniej firma AMD wprowadziła na rynek pierwszy w historii konsumencki procesor x86 o częstotliwości 1 GHz. W czerwcu AMD ogłosiło stopniowe odchodzenie od złącza Slot A, na rzecz podstawki Socket A (podobny ruch Intel ogłosił troszkę ponad pół roku wcześniej).

Wraz z procesorami "Thunderbird", AMD zrobiło to co Intel w Pentium III "Coppermine", a mianowicie zintegrowało pamięć podręczną drugiego poziomu w krzemowym rdzeniu CPU. Umożliwiło to nie tylko zmniejszenie opóźnień, ale dodatkowo też zwiększenie zegara jej pracy. Pierwsze Durony, tak samo jak Athlony "Thunderbird" wytwarzane były w litografii 180 nm. Sprzedawane były do połowy 2001 roku. Najsłabszy model działał z zegarem 600 MHz, a najmocniejszy 950 MHz. Nie było co prawda technicznych przeszkód, aby "Spitfire" osiągnęły 1 GHz, ale AMD wolało aby częstotliwość ta pozostała na wyłączność dla Athlonów. Przynajmniej na jakiś czas. "Thunderbirdy" natomiast w połowie 2001 roku dobiły do częstotliwości 1,4 GHz. Tuż po tym, jak AMD 19 czerwca 2000 roku wprowadziło do sprzedaży Durony 600, 650 i 750, Intel odpowiedział swoimi Celeronami "Coppermine-128" 633, 667 i 700. Na papierze, pod pewnymi względami te ostatnie wyglądały lepiej. Duron "Spitfire" zachował dużą jak na tamte czasy pojemność pamięci podręcznej pierwszego poziomu z Athlonów "Thunderbird" (po 64 kB na dane i instrukcje). Znaczącemu okrojeniu uległa natomiast pamięć podręczna L2, którą zmniejszono z 256 do zaledwie 64 kB.

Konkurencyjne Celerony miały jej dwukrotnie więcej. O ile w przypadku Celeronów efektywnie pojemność pamięci L2 pomniejszała się o pojemność pamięci L1, ze względu na konieczność duplikowania zawartości tej ostatniej, o tyle Durony (i Athlony) sumowały pojemność pamięci L1 i L2. W efekcie Celerony mogły chwalić się mniejszym poborem mocy, ale Durony zostawiały je w tumanach kurzu. W grach Duron 600 potrafił bez problemu pokonać znacznie, znacznie droższego Pentium III 600. W Serious Sam (The First Encounter),czy w Quake ]I[ Arena, Duron zapewniał nawet 20% więcej klatek na sekundę. Warto przypomnieć, że wraz z przejściem ze Slot A na Socket A, przez kilka lat wszystkie procesory AMD, a także m.in. pierwsze Intel Pentium III i pochodzące od nich Celerony, miały odsłonięte krzemowe rdzenie. W przypadku procesorów AMD miało to o tyle znaczenie, że były one dość kruche i przy nieostrożnym montażu coolera, można było uszkodzić procesor. W tamtym czasie zwrot "uszkodziłem sobie jądro" na forach komputerowych nie budziło powszechnych "skojarzeń". Często jednak ryzyko było warte podjęcia, gdyż Durony już od pierwszych modeli uchodziły za dobry materiał do podkręcania. Podkręcenie przykładowo Durona 600 o połowę, do około 900 MHz, nie stanowiło specjalnie wielkiego wyzwania. W naprawdę dobrych przypadkach pierwsze Durony dawały się podkręcić o ponad 100%. Wymagało to mocnego podbicia napięcia zasilania, nawet do 2 V (z 1,5 ~ 1,6 V - zależnie od modelu), a także zaopatrzenia się w konkretny cooler, tak więc nie każdy mógł sobie na to pozwolić. Należy przypomnieć też, że podobnie jak w przypadku Athlonów i Athlonów XP, Durony miały domyślnie zablokowane mnożniki, co ograniczało ich możliwości podkręcania. Do odblokowania mnożnika wystarczyło połączyć jedną ze ścieżek na obudowie procesora. Można to było zrobić z użyciem zwykłego ołówka, którego grafit przewodzi prąd. W tamtych latach na forach komputerowych nie brakowało dyskusji o tym, jakie typy ołówków są najlepsze.

Warto przypomnieć, że wprowadzane na rynek do połowy 2000 roku procesory Athlon "Thunderbird" oferowane były w wariantach dla złączy Slot A, jak i dla podstawki Socket A. Durony natomiast od początku występowały wyłącznie w postaci układów dla Socket A. Intel w kwestii wprowadzania nowych złączy, czy podstawek, miał od dawna łatwiej ze względu na silnie ugruntowaną pozycję na rynku, budowaną także własnymi chipsetami dla płyt głównych. Do czasu wprowadzenia na rynek pierwszych Duronów, firma AMD miała tylko jeden własny chipset dla platform skupionych wokół Slot A i Socket A. Mowa o chipsecie AMD 750, którego pierwsze serie były dość problematyczne. Firma AMD musiała więc mocno polegać na zewnętrznych dostawcach chipsetów. Jeśli chodzi o pierwsze Durony i Athlony dla podstawki Socket A, to szybko popularność zyskiwały chipsety takie jak VIA KT133, a niedługo potem także SiS 735. Zwłaszcza ten ostatni będzie bardzo dobrze zapamiętany, a wraz z nim ECS K7S5A - jedna z najbardziej popularnych płyt głównych z Socket A.

W styczniu 2001 roku AMD do swojej oferty wprowadziło pierwsze Mobile Duron "Spitfire" 600, 650 i 700, a więc jednostki dla komputerów przenośnych. Pod względem specyfikacji były to wprost odpowiedniki Duronów 600, 650 i 700, aczkolwiek dzięki selekcji krzemowych rdzeni mogły one działać przy niższym napięciu zasilania (1,4 V).

W październiku 2001 roku firma AMD wprowadziła na rynek trzecią generację procesorów Athlon "Palomino" z rdzeniami krzemowymi wytwarzanymi we wtedy już mocno dopracowanej litografii 180 nm. Po raz pierwszy w procesorach AMD pojawił się pełen zestaw instrukcji Intel SSE, które już na tamtym etapie praktycznie wyparły AMD 3DNow! Wraz z nimi AMD wróciło do PR (Performance Rating). Wbrew obiegowym opiniom, PR w procesorach AMD "Palomino" i późniejszym, aż do "Bartonów" z lat 2003 ~ 2004, nie miał wskazywać wydajności danego modelu w zestawieniu do jego odpowiednika od Intela. Przykładowo procesor AMD Athlon XP 1500+ z zegarem CPU 1,33 GHz, według AMD miał oferować wydajność na poziomie hipotetycznego Athlona "Thunderbird" (poprzednia generacja) o częstotliwości 1,5 GHz. Dla przypomnienia, "Thunderbirdy" oficjalnie skończyły karierę na zegarze 1,4 GHz. Performance Rating natomiast nigdy nie został użyty w przypadku Duronów i te do swoich ostatnich dni w nazwie modelu wprost wskazywały swój zegar.

Od maja 2001 roku na rynku zaczęła pojawiać się druga generacja procesorów Duron "Morgan", których zegary zawierały się w zakresie od 900 MHz do 1,3 GHz. Tym razem najmocniejszy Duron miał zegar minimalnie słabszy niż najsłabszy Athlon XP 1500+ (1,33 GHz). Warto podkreślić, że w tamtych czasach procesory i pamięć RAM były znacznie luźniej związane niż dziś, a to dlatego, że kontrolery pamięci znajdowały się w oddzielnych chipsetach (konkretnie w mostkach północnych) na płytach głównych. To pozwalało, w konkretnych przypadkach, znacznie płynniej przechodzić na nowe generacje procesorów. 2001 rok to okres, gdy na dobre zaczęły popularyzować się pierwsze pamięci DDR (DDR-200 i DDR-266).

"Morgany" podtrzymały pozycję AMD w sektorze niskobudżetowym, aczkolwiek pod pewnymi względami układy oceniane były gorzej niż oczekiwano. O ile Athlony "Palomino" dzięki wykorzystaniu dopracowanej litografii 180 nm nie potrzebowały dużo większych dawek mocy, a ich napięcie zasilania mogło być wręcz mniejsze, w porównaniu do poprzedników, o tyle zupełnie inaczej było w przypadku Duronów "Morgan". Pomimo wielu zalet, Durony te wymagały większego napięcia zasilania (wzrost wartości minimalnych z 1,5 do 1,7 V). Podczas gdy Athlony "Palomino" były trochę chłodniejsze od "Thunderbirdów", to Durony "Morgan" były cieplejsze od "Spitfire". Było to jednak niczym na tle tego, co rok później pokazał Intel z architekturą Netburst. O ile wydajność i stosunek tejże do ceny, na tle wtedy już dostępnych Celeronów "Tualatin-256" były na dobrym poziomie, o tyle z AMD działo się coś niedobrego, bo Celerony, korzystające już z litografii 130 nm, rozkładały Durony na łopatki w kwestii poboru mocy i wytwarzania ciepła. Przy zegarze 1,3 GHz, Duron "Morgan" miał TDP na poziomie aż 60 W, podczas gdy taktowany tak samo Celeron 1300 mógł pochwalić się wartością o blisko połowę mniejszą. Duron 1300 bronił się jednak niższą ceną i lepszą wydajnością w większości gier. W niektórych zastosowaniach użytkowych Duron 1300 minimalnie przegrywał, ale zdarzały się przypadki przewagi o połowę (np. kodowanie wideo MPEG-2), czy nawet o blisko 100% (SPEC Viewperf Lightscape).

Wraz ze stacjonarnymi Duronami "Morgan", AMD równolegle uzupełniało swoją ofertę o ich mobilne odpowiedniki Mobile Duron "Camaro". Najsłabszy z nich działał z zegarem 800 MHz, a najmocniejszy zrównał się z modelami dla komputerów stacjonarnych (1,3 GHz). Ich TDP ustalono na 25 W, a napięcie zasilania obniżono do 1,5 V.

Ostatni Duron 1300 "Morgan" pojawił się na początku 2002 roku i od tego czasu po stronie Duronów zrobiło się na długo cicho. AMD przygotowywało się od dłuższego czasu do nowej ofensywy, którą rozpoczęły 130-nanometrowe procesory Athlon XP "Thoroughbred", których na przestrzeni zaledwie kilku miesięcy wyszło aż osiemnaście. Dzięki przejściu na nową litografię możliwe było zwiększenie maksymalnego zegara z 1,73 GHz do 2,25 GHz, przy zachowaniu podobnego TDP. Wreszcie, wszystkie Athlony XP mogły działać z niższym napięciem zasilania (od 1,6 do 1,65 V). Thoroughbredów nie cechował duży potencjał podkręcania, choć kosztowały mniej i grzały się mniej niż poprzednicy, to jednak Athlony "Palomino" i towarzyszące im Durony "Morgan" długo powstrzymywały ich posiadaczy od zmiany.

Po lekkiej zadyszce, w lutym 2003 zadebiutowały procesory Athlon XP "Barton", wytwarzane w już wtedy dopracowanej litografii 130 nm, zaopatrzone w dwukrotnie bardziej pojemną pamięć podręczną drugiego poziomu (512 zamiast 256 kB). Seria ta zaczynała się od Athlona XP 2500+ (1,83 GHz), a skończyła ostatecznie na Athlonie XP 3200+ (2,33 GHz). Warto podkreślić, że ze względu na mnogość chipsetów i konfiguracji opartych na nich płyt głównych, AMD w przypadku "Bartonów" oferowało po parę wersji tych samych modeli, różniących się zegarami CPU, mnożnikami i zegarami FSB. Większość dubli dostarczano jednak głównie lub wyłącznie producentom komputerów. "Bartony" chwalone były nie tylko za lepszą ogólną wydajność, ale także znacząco większe potencjały podkręcania.

W oparciu o projekt "Thoroughbred", AMD stworzyło trzy modele procesorów Duron (1400, 1600 i 1800) "Applebred", które do sprzedaży trafiły w sierpniu 2003 roku. Jak już wcześniej wspominałem, po stronie Duronów było długo cicho (od ponad półtora roku). Ze względu na niedoskonałości Athlonów "Thoroughbred", wynikające z wtedy świeżej litografii 130 nm, a także to, że wcześniej udało się wprowadzić na rynek Athlony "Barton", ostatnia seria Duronów przeszła niemalże niezauważona. Zapewne duży wpływ na to miała ich bardzo ograniczona dostępność. W 2003 roku chociażby pojemność pamięci podręcznej drugiego poziomu (64 kB) stanowiła coraz bardziej zauważalne wąskie gardło procesorów Duron. Wtedy już spokojnie dało się odczuć, że Durony idą w odstawkę. Tu warto wspomnieć o tym, że o ile wcześniejsze Durony były okrojonymi odmianami Athlonów, o tyle modele "Applebred" były wprost Athlonami XP, którym wyłączono część pamięci podręcznej drugiego poziomu. To nadawało im dodatkowej wartości, bo wystarczyło jakiekolwiek ostre narzędzie oraz ołówek aby odblokować całą pojemność (256 kB) pamięci L2. Działało to w przypadku przytłaczającej większości Duronów "Applebred", choć zdarzały się egzemplarze, w których część pamięci L2 była niesprawna. Dopiero w 2004 roku już nowa seria, Sempron, nadrabiała stracony wcześniej czas. W zaledwie trzy miesiące firma AMD wprowadziła na rynek Semprony oparte na aż pięciu rdzeniach (Thoroughbred, Barton, Thorton, Paris i Palermo).

Pomimo dość krótkiej kariery na rynku, seria procesorów Duron była tym, co krótko po debiucie pierwszych, bardzo udanych Athlonów (K7), umocniło na rynku pozycję firmy AMD. Wtedy po raz pierwszy AMD miało w swojej ofercie procesory niskobudżetowe, które nie stanowią trzonu jej oferty. Do czasu pierwszych Athlonów, procesory AMD (w tym konstrukcje w pełni autorskie) uchodziły za tańsze i słabsze odpowiedniki procesorów Intela, co zwłaszcza w czasach serii K6-2 i K6-III nie było to do końca prawdą (przede wszystkim kwestia wydajności). Gdy na Microprocessor Forum 1998 firma AMD pierwszy raz oficjalnie przedstawiła swoje plany, w których zawarto produkty ukryte pod nazwą "K7" mające cechować się wtedy naprawdę imponującymi specyfikacjami, tak naprawdę mało kto wierzył, że możliwe jest przełamanie monopolu Intela. Wśród planowanych produktów były też jednostki niskobudżetowe, które wzbudzały co najwyżej uśmiechy politowania. Wiary w sukces AMD w sektorze wysokowydajnym nie było wiele, a co dopiero w modele z niższych segmentów cenowych. Wszystko to wynikało z utartych przekonań co do niezagrożonej wyższości procesorów Intela, który na początek 1999 roku zapowiedział nową, oczywiście lepszą generacją CPU - Pentium III.

Oddając w 1999 roku w ręce recenzentów, a później także konsumentów pierwsze procesory Athlon, AMD pokazało, że zapowiedzi wcale nie były na wyrost, a Intela można nie tylko dogonić, ale też pokonać. Rok później firma drugi raz potwierdziła swoje zapowiedzi z Microprocessor Forum 1998 - niskobudżetowe Durony też potrafiły dać łupnia konkurencji, a ten sukces był dla AMD wręcz ważniejszy niż Athlonów. Te ostatnie biły się z Intelem o palmę pierwszeństwa przede wszystkim w kwestii tego, kto będzie oferować najmocniejsze procesory. Znacząco tańsze Durony trafiały do o wiele większych rzesz konsumentów. Początki nie były jednak łatwe. VIA wprowadzając do oferty chipset KT133 dla płyt głównych z Socket A, nie była początkowo w stanie nadążyć z produkcją. Wyczekiwano też nowego chipsetu AMD (modelu 760). W 2001 roku kolejno pojawiły się chipsety VIA KT266, SiS 735 oraz VIA KT266A (KT266A z poprawkami), którymi zalano rynek płyt głównych, znacząco zwiększając potencjał platformy AMD Socket A.

AMD Ryzen 3000: Czy premiera Zen 2 powali Intela na kolana?

Początkowe problemy z dostępnością procesorów i przede wszystkim płyt głównych, ogólnie nabijały ceny platformy AMD, choć na szczęście dla firmy, i tak pozostawały one na poziomach bardzo atrakcyjnych, oczywiście na tle oferty Intela. Na koniec 2000 roku najmocniejszy wtedy Celeron 766 był o 150% droższy niż bardziej wydajny Duron 750, choć w ofercie AMD nad nim był jeszcze Duron 800. Celeron 766 był nawet minimalnie droższy niż zostawiający go w tumanach kurzu Athlon 950. Oferta AMD sprawiła wtedy, że rynek procesorów stanął na głowie. Ostatecznie runęły wszystkie mity o niepodważalnej wyższości Intela. Dzięki agresywnej polityce cenowej AMD, Intel szybko stał się niemodny, a dla niektórych entuzjastów komputerowych wręcz symbolem obciachu. Intel w defensywie pozostawał aż do 2006 roku, kiedy to firma zaprezentowała procesory Core 2 Duo (Conroe) i od tamtej pory AMD było przez konkurenta coraz skuteczniej spychane do defensywy. Defensywy, która utrzymała się aż do prezentacji pierwszych procesorów AMD Ryzen w 2017 roku. AMD odbicie się na rynku procesorów zajęło jedenaście lat, ale korzystając z problemów Intela, udało się. W 1999 roku pierwsze Athlony zrobiły dla AMD masę. Rok później Durony zrobiły rzeźbę. Durony, moim zdaniem, do dziś pozostają bardzo wpływową serią procesorów XXI wieku. Masa masą, ale największe wrażenie robi przecież rzeźba, prawda? Rzeźba Duronów łączyła się też jednak z imponującą masą - przynajmniej na tle konkurencyjnych wtedy procesorów Intela. Za znacznie mniej pieniędzy można było mieć więcej. Przed ich debiutem praktycznie nikt nie wierzył w ten sukces. AMD wtedy wszystkim niedowiarkom pokazało gest Kozakiewicza i zupełnie na nowo zdefiniowało rynek niskobudżetowych procesorów. Niedługo potem ta sama fala przeszła przez rynek kart graficznych, ale to temat na inną okazję.