AMD entrou no mercado de CPUs há 50 anos ao fazer engenharia reversa do Intel 8080

• Em meados dos anos 1970, a AMD entrou pela primeira vez no mercado de CPUs com o chip Am9080, obtido por engenharia reversa do Intel 8080
• O chip ficou conhecido por ter um custo de produção de 50 centavos e um preço de venda de US$ 700, registrando uma margem de lucro extremamente alta
• Por meio de um acordo de licenciamento com a Intel, a empresa evitou disputas legais e garantiu o status de second source
• O Am9080 operava em até 4,0 MHz e tinha um die menor e clock mais alto que o Intel 8080
• Esse sucesso inicial se tornou a base para o crescimento da AMD como fabricante de CPUs para PCs

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Contexto da entrada inicial da AMD no mercado de CPUs

• Em 1975, a AMD entrou no mercado de CPUs ao produzir em massa o processador Am9080
  • O chip era uma versão clonada obtida por engenharia reversa do microprocessador Intel 8080
  • Na época, a AMD fabricava esse chip por 50 centavos e o vendia por US$ 700, gerando alto lucro
• Essa receita se tornou a base financeira para a AMD crescer como fabricante de CPUs para PCs

O processo de clonagem do Am9080

• No verão de 1973, Ashawna Hailey, Kim Hailey e Jay Kumar fotografaram um protótipo do Intel 8080 pouco antes de deixarem a Xerox
  • Com base em cerca de 400 fotos detalhadas, eles elaboraram diagramas de circuito e lógica
  • Depois, apresentaram isso a várias empresas do Vale do Silício, e a AMD adotou a proposta
• A AMD aplicou esse projeto ao seu processo próprio de MOS de canal N para produzir o Am9080
  • Segundo algumas fontes, houve vendas em pequena escala em 1974, e a produção em massa e o marketing começaram de fato em 1975

Custo de fabricação e preço de venda

• Segundo várias fontes, o custo de fabricação de cada Am9080 era de 50 centavos, e o preço para clientes militares era de US$ 700
  • Era possível produzir cerca de 100 chips por wafer
  • Essa margem elevada teve papel importante no fortalecimento da base de negócios da AMD

Acordo de licenciamento com a Intel

• Em 1976, a AMD firmou um acordo de licenciamento cruzado com a Intel
  • A AMD pagou uma entrada de US$ 25.000 e US$ 75.000 por ano
  • Com esse acordo, a AMD passou a ser reconhecida como second source oficial e ficou isenta de responsabilidade por infrações passadas
• Esse acordo serviu de base para a ampliação contratual de 1982, que permitiu a produção de processadores x86
  • O primeiro chip x86 da AMD foi o Am286 (1982), uma versão licenciada do Intel 80286

Características técnicas do Am9080

• Segundo o WikiChip, a AMD produziu 28 variantes do Am9080
  • As velocidades de clock variavam de 2,083 a 4,0 MHz, e a faixa de temperatura operacional ia de 0 a 70°C até -70 a 125°C
  • Também existiam modelos militares em conformidade com a norma MIL-STD-883
• O processo de MOS de canal N da AMD possibilitava um die menor e clocks mais altos do que o Intel 8080
  • O Intel 8080 foi produzido com no máximo 3,125 MHz

Importância histórica

• O Am9080 foi um ponto de virada que consolidou a AMD como fabricante de CPUs
• Também marcou o início da relação de cooperação e competição com a Intel e abriu caminho para a entrada posterior no mercado x86
• Mesmo 50 anos depois, ele ainda é visto como o ponto de partida da evolução técnica e da competitividade de mercado da AMD

[GN⁺]

Opiniões no Hacker News

• Faz 50 anos que a AMD entrou no mercado de CPUs com um clone feito por engenharia reversa do Intel 8080
  A lição é clara — quando a propriedade intelectual (PI) não atrapalha, a produtividade de verdade explode

  • A AMD também produziu alguns clones sob licença oficial
    Todo mundo ficou empolgado quando saiu o am386-40MHz no começo dos anos 90. Uma empresa chamada Twinhead lançou uma placa-mãe 386-40MHz, mas o barramento estava tão overclockado que a maioria das placas de vídeo queimou, e só a placa monocromática Hercules sobreviveu. Naquela época, a gente achava aquilo o máximo em servidores
  • Concordo 100%. O caso da China deixa isso claro. A PI originalmente era um mecanismo para manter a concorrência, mas agora se degenerou em um meio de manter o domínio de mercado

• Hoje em dia, parece que os advogados de PI da Intel impediriam uma empresa nova até de começar
  A AMD também começou com clones, então é irônico ver a China receber esse tipo de crítica agora

  • Na época, a IBM exigia uma segunda fonte de fornecimento, então a AMD começou como fornecedora secundária da Intel. Depois, a AMD criou o conjunto de instruções x86 de 64 bits, a Intel o adotou, e agora as duas compartilham a ISA
  • Se a empresa tivesse sido baseada na UE, a regulamentação local talvez até incentivasse a engenharia reversa
    Sobre esse tema, vale conferir este link para a discussão anterior
  • Também daria para fazer isso com emulação acelerada por hardware, como a Apple fez no CPU M1. A Transmeta adotou uma abordagem “em software”, baseada em microcódigo
  • Talvez fosse possível se você encontrasse uma empresa tão pequena quanto a Intel daquela época

• Eu ainda acho que dual-sourcing deveria ser obrigatório em contratos de compras governamentais
  Infraestrutura essencial, tecnologias de telecomunicações, medicamentos etc. deveriam garantir concorrência e produção doméstica.
  É uma visão centrada nos EUA, mas outros países também deveriam se otimizar em direção semelhante.
  Muitos dos problemas de hoje vêm da concentração excessiva de poder corporativo

  • Se um ataque nuclear ou um desastre parasse os processos avançados de fabricação, talvez não fosse um grande problema mesmo se só fosse possível produzir CPUs no nível de 2005.
    No fim, acho que o verdadeiro avanço está em software, linguagens de programação e bibliotecas

• Se a Intel se concentrar na Foundry, eu gostaria que, junto com a AMD, ela abrisse ou licenciasse um subconjunto mais organizado da ISA x86
  Espero que não seja tarde demais, como aconteceu com as ISAs MIPS e POWER

  • Mas um subconjunto da ISA acaba virando uma nova ISA, e deixa de ser compatível com o software existente.
    Acho que seria melhor projetar desde o início uma ISA nova e moderna
  • Na prática, AMD e Intel já criaram o x86 Ecosystem Advisory Group para impulsionar a padronização
    Entre as principais tecnologias estão FRED (modelo de interrupção para reduzir latência), AVX10 (instruções vetoriais de próxima geração), ChkTag (reforço de segurança com memory tagging) e ACE (extensões para operações matriciais)
    Mais detalhes podem ser vistos no blog do ChkTag
  • A ISA x86 dos anos 90 já está com as patentes expiradas e pode ser usada livremente.
    O problema é que as duas empresas continuam modificando a ISA e misturando novas patentes para manter uma estrutura de exclusividade baseada em licenciamento cruzado
  • O projeto x86s, tentado recentemente, já foi encerrado
  • Agora já é tarde demais. Acho que nos próximos 10 a 20 anos a ARM vai superar a x86 com folga

• Isso me lembra a frase “por trás de toda grande fortuna bem-sucedida, há um crime” — citação de Mario Puzo, The Godfather

• A história de Ashawna Hailey é interessante. Ela tinha 25 anos na época e já tinha participado do sistema de mísseis Sprint e de projetos da Xerox
  Dizem que ela, Kim Hailey e Jay Kumar fotografaram amostras de pré-produção do Intel 8080 e reconstruíram o esquema do circuito

• É aquele tipo de piada de que o Gordon deveria ter se dedicado à música sinfônica

• A AMD já tinha colocado um pé no mercado de CPUs com o chipset LSI bit-slice Am2900
  Veja a página da Wikipédia sobre o Am2900
  Esses chips podiam ser montados em unidades de 4 bits, então era possível montar uma CPU como se fossem blocos de LEGO.
  O livro de 1980 Bit-slice Microprocessor Design era uma coletânea desse tipo de application note

  • A Intel lançou o 8080 e a série 3000 em 1974, e a AMD lançou o clone do 8080 e a série 2900 em 1975
    É difícil dizer que a AMD já estava antes no mercado de CPUs, mas o AMD 2900 era muito superior ao Intel 3000
    Por exemplo, o Intel 3000 só suportava slices de 2 bits, enquanto o AMD 2900 oferecia slices de 4 bits e mais operações de ALU

• No começo eu li errado e fiquei surpreso, achando que uma variante do Am9080 operava a até 4,0MHz

• Dá saudade daquela época
  Trocar o IBM 8088 por um chip v20 dava imediatamente um ganho de 20% de desempenho
  A gente comprava chips baratos em quantidade e trocava em cada PC, e o problema era que os softwares dependentes de clock ficavam rápidos demais