Великолепная афера. История взлета и мягкого падения компании Rambus

В конце 90-x процессоры в плане производительности ушли далеко вперед от остальных компонентов компьютеров. Самым узким местом системы на тот момент была оперативная память — недостаточно высокая пропускная способность сдерживала тогдашние «Пентиумы». Насытить информационный голод можно было только повышением частоты памяти и снижением задержек до минимума. Но старая архитектура не давала необходимого простора для развития.

Два пути

Пропускная способность любого интерфейса равна произведению частоты работы (Гц) и ширины шины (бит). Все бы хорошо, но бесконечно увеличивать частоту и ширину шины нельзя. Что делать? Остается балансировать в поиске оптимального соотношения.

Производители памяти разбились на два лагеря: одни пошли по пути увеличения частоты в ущерб ширине шины ( SyncLink DRAM ), другие — наоборот ( Double Data Rate DRAM ). И те, и другие с головой окунулись в мысли о светлом будущем и пустили все силы на реализацию спроектированных архитектур.

А в это время маленькая компания Rambus не спеша разработала собственный вариант памяти будущего, бочком прошла мимо противников, а затем открыла все козыри. Немного истории: сама компания была основана в марте 1990 года в калифорнийском городе Лос-Альтос профессорами двух серьезных американских университетов — Майком Фармволдом из Иллинойса и Марком Горовицом из Стэнфорда. На протяжении шести лет Rambus была известна лишь узкому кругу специалистов. Но после подписания соглашения с Intel в декабре 1996 года о Rambus заговорил весь компьютерный мир. Совместно с процессорным гигантом маленькая компания занялась совершенствованием памяти DRAM и добилась определенных результатов.

Сверхвысокие частоты планки Rambus DRAM в лабораторных условиях обеспечивали 99-процентную загрузку канала (для сравнения: самым успешным конкурентам удалось добиться лишь 70-процентной загрузки). Ширина шины оставляла желать лучшего (16 бит), но инженеры Rambus пообещали не задерживаться с переходом на новую сигнальную логику, а там не за горами увеличение частоты и расширение шины данных до 32 бит. Пропускная способность подсистем памяти на основе новой архитектуры достигала фантастического на тот момент значения — 1 Гб/с. Но это было только начало. Через некоторое время разработчики ввели в чип RDRAM механизм подготовки формирования синхросигнала ( On-chip Clock Trimming ), что позволило увеличить пропускную способность до 4,2 Гб/с.

Что дальше? Rambus представила архитектуру Direct Rambus DRAM , в основу которой легла концепция «канальной» иерархии — решение проблемы узкой шины данных за счет увеличения количества параллельных каналов. Несмотря на дороговизну и сложность в производстве, Direct RDRAM окрестили памятью нового века, и Rambus, заручившись поддержкой Intel , пообещала обеспечить массовые поставки готовых планок оперативки до июня 1999 года. Речь тогда шла о 800-МГц модулях RDRAM емкостью от 32 Мб до 1 Гб с пропускной способностью 1,6 Гб/с.

Как по маслу

LG Semicon , Samsung , Mitsubishi и дюжина других компаний лицензировали Rambus DRAM и постепенно начали осваивать выпуск памяти нового типа. На протяжении полугода после этого (с июня 1998-го по январь 1999-го) архитектуру окружали бесконечные похвалы и оптимистичные прогнозы аналитиков (по оценкам Toshiba , к началу 2002 года RDRAM должна была занять 50% рынка). AMD и та не выдержала и объявила о намерении лицензировать перспективный интерфейс для использования в чипсетах под процессоры семейства K7.

В ноябре 1998 года на выставке Comdex Fall представители Intel с гордостью показали первый компьютер с рабочими планками RDRAM. Для демонстрации возможностей системы использовалась Forsaken , на тот момент — одна из самых продвинутых игр в технологическом плане. Там же, на Comdex Fall, представители Rambus пообещали начать массовый выпуск памяти за шесть месяцев до июньского запуска чипсета Intel 820 для Pentium III.

Все шло как по маслу. Производители памяти продолжали вкладывать деньги в выпуск RDRAM. Стоимость акций Rambus поднялась до небывалого уровня, и компьютерная общественность окончательно приняла факт скорого перехода на RDRAM-память. Оставалось поднажать. Чуть-чуть.

Сюрприз подкрался незаметно

И тут началось. Задержка с выходом Intel 820 (анонс чипсета был перенесен с июня на сентябрь), невысокий процент годных чипов памяти… На первом Intel Development Forum в 1999 году только пять из восьми производителей RDRAM-памяти представили готовые планки, у остальных не получилось создать ни одного рабочего модуля. На связку Intel 820 + RDRAM накинулись со всех сторон. Специалисты начали говорить о высоком тепловыделении, нестабильности и дороговизне RDRAM, охлаждая интерес простых пользователей к перспективной технологии.

Поскольку не все производители могли освоить выпуск 800-МГц RDRAM, Intel решила ввести промежуточную спецификацию памяти — 700 МГц. Дело пошло в гору, но в конце марта в дизайнах RDRAM была обнаружена ошибка, которая могла приводить к прекращению операции чтения данных из регистров DRAM ( CMOS truncated bit ). Впрочем, проблему довольно быстро решили, и производители памяти продолжили готовить тысячи модулей памяти к сентябрьскому анонсу Intel 820.

Переломный момент

Весной 1998 года Intel выпустила Intel 820 ревизии A1 , однако чипсет оказался медленным и крайне сырым. Чипы версий B0 и B1 получились более удачными, но до идеала им также было далеко. Впрочем, это не помешало Intel получить поддержку Dell , которая объявила о намерении начать продажи серии рабочих станций Dell Precision 220 , 420 , 620 с памятью типа RDRAM сразу после выпуска нового чипсета.

Июнь 1999 года стал для союза Intel и Rambus кошмаром. Два ключевых партнера — AMD и IBM — отказались от использования RDRAM в пользу SDRAM PC100 и PC133 ; в свою очередь, SiS , ALI и Reliance объявили о намерении представить первые чипсеты с системной шиной 133 МГц, а VIA начала снабжать своим Apollo Pro133 (FSB 133 МГц) основных производителей материнских плат.

Поставки Apollo Pro133 нарушали права на лицензию Intel, поэтому процессорный гигант подал в суд иск против VIA. Но это не помогло, и руководство Intel грешным делом начало подумывать о возможности присоединения к сторонникам SDRAM PC133.

К концу лета в распоряжении Intel было несколько готовых материнских плат на Intel 820 от крупнейших тайванских производителей. На сентябрьском IDF процессорный гигант вновь продемонстрировал рабочую систему с RDRAM 800 МГц, но она мало кого интересовала — результаты тестов RDRAM и PC100 наглядно показали, что большого преимущества у RDRAM нет.

За две недели до выхода Intel 820 в интернете появились спецификации новеньких материнских плат ASUS , AOpen , ABIT и Chaintech. Около миллиона плат было упаковано по коробочкам и развезено по магазинам — до отправления на прилавки осталось дождаться лишь отмашки Intel. За два дня до официального анонса последняя перенесла выход чипсета из-за обнаруженной ошибки в дизайне — проблемы с третьим слотом RIMM вызывали сбои в работе системы даже в том случае, когда он оставался пустым ( memory bit error ). Сказать, что производители материнских плат были шокированы, значит не сказать ничего. По некоторым оценкам, ошибка Intel стоила больше $100 млн.

Как работает оперативная память?

Современные процессоры оснащаются чрезвычайно высокоскоростной кэш-памятью первого уровня (L1), которая с минимальными задержками работает на полной частоте процессора и постоянно нагружает его данными. Кэш-память второго уровня (L2) обладает большим объемом и обеспечивает быструю доставку данных, если произошел промах в L1.

В ходе работы процессор запрашивает команды или данные из определенной области ОЗУ, а оперативка передает информацию через кэш-память. В освободившиеся адресные ячейки помещается другая информация (например, результат обработки предыдущей команды). Все просто.

Словарь терминов

• Оперативная память (ОЗУ) — память, предназначенная для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения операций.
• DRAM (Dynamic Random Access Memory) — память, в которой каждая ячейка представляет собой конденсатор на основе перехода CMOS-транзистора. Достоинства — низкая стоимость, большой объем. Недостатки — большое энергопотребление и пониженное быстродействие.
• CMOS (КМОП, комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник) — технология построения логических электронных схем.

Конец эпохи

Следующие два года Rambus и Intel пытались пробить RDRAM путь на рынок, стимулируя производителей памяти финансово. Но тщетно, поезд ушел. Почти все игроки рынка памяти предпочли PC100/PC133 SDRAM, а затем преспокойно перешли на DDR SDRAM. К концу 2002 года Intel не выдержала и окончательно отказалась от поддержки RDRAM в своих продуктах. Лишившись основных источников дохода, Rambus начала промышлять самым натуральным патентным мошенничеством и вымогательством — на вполне законных основаниях компания получала внушительный процент от стоимости каждого проданного модуля памяти (SDRAM и DDR SDRAM базировались на патентах Rambus).

После десятка выигранных Rambus судебных дел судья Роберт Пейн прекратил произвол, решив, что компания не имеет больше права предъявлять претензии к производителям SDRAM-памяти.

С экономической точки зрения эпопея с RDRAM для основателей компании оказалась более чем удачной — одной Intel за возможность «расстаться» с Rambus пришлось в течение пяти лет ежеквартально выплачивать бывшему союзнику $5-8 млн. Если приплюсовать сюда лицензионные отчисления десятка производителей памяти, получится приличная сумма.

* * *

Такая вот история. Выпусти Intel вовремя злосчастный Intel 820, и мы, возможно, никогда не увидели бы планки памяти типа DDR2. Но история не терпит сослагательного наклонения. Процессорный гигант давно забыл о RDRAM и сейчас успешно использует DDR2, а Rambus занимается продвижением новой архитектуры — XDR ( Yellowstone ). XDR базируется на обычном ядре памяти CMOS DRAM и позволяет достичь рекордных скоростей обмена данными между чипами памяти и контроллером. XDR позволяет достигать эффективной частоты передачи данных в 3,2 ГГц при реальной скорости всего 400 МГц. В числе других достоинств XDR — низкие задержки и энергопотребление, простота в производстве и относительная дешевизна самих модулей.

Несмотря на дурную репутацию Rambus, новая память заинтересовала многих: через некоторое время после публикации характеристик и особенностей XDR компания заключила партнерские соглашения с Toshiba , Elpida и Sony. Сотрудничество до сих пор приносит плоды. Так, например, игровая консоль PlayStation 3 оснащена 256 Мб памяти Rambus XDR с частотой 3,2 ГГц и пропускной способностью 25,6 Гб/с…