AMD : De Challenger à Leader
1. Les Débuts d'AMD : Clones d'Intel et Premiers Processeurs
Fondée en 1969, AMD (Advanced Micro Devices) a commencé par produire des circuits logiques avant de se lancer dans la fabrication de processeurs. Dans les années 1980 et au début des années 1990, la société s'est fait connaître en produisant des clones des processeurs Intel 8086, 80286, 80386 et 80486, sous licence d'Intel.
En 1991, AMD introduit l'Am386, son premier processeur 386 original, suivi de l'Am486 en 1993. Ces processeurs, bien que compatibles avec leurs équivalents Intel, offraient souvent des performances supérieures à fréquence égale, établissant ainsi la réputation d'AMD en tant qu'alternative viable à Intel.
2. L'Ère K5, K6 et Athlon : Vers l'Indépendance et l'Innovation
2.1 K5 (1995) et K6 (1997)
En 1995, AMD lance le K5, son premier processeur entièrement original. Basé sur une architecture RISC avec traduction x86, le K5 visait à concurrencer le Pentium d'Intel, mais a souffert de retards et de performances en deçà des attentes.
Le K6, introduit en 1997, marque un tournant pour AMD. Basé sur une architecture hybride RISC/CISC, il offre des performances comparables au Pentium II d'Intel à un prix inférieur. Le K6-2 (1998) ajoute les instructions 3DNow! pour accélérer les calculs multimédia, tandis que le K6-III (1999) intègre un cache L2 sur puce.
2.2 Athlon (1999) et Athlon XP (2001)
Lancé en 1999, l'Athlon est le premier processeur d'AMD à adopter une architecture entièrement nouvelle, avec un pipeline à 10 étages, des instructions 3DNow! améliorées et un contrôleur mémoire DDR intégré. Gravé en 180 nm et fonctionnant jusqu'à 1 GHz, il surpasse le Pentium III d'Intel en performances.
L'Athlon XP, introduit en 2001, affine l'architecture de l'Athlon avec un pipeline plus court (9 étages), un cache L2 doublé et des optimisations pour le SSE. Gravé en 130 nm, il atteint 1.733 GHz et rivalise avec le Pentium 4 d'Intel.
3. L'Ère Athlon 64 et Opteron : 64 Bits et Multi-Cœur
3.1 Athlon 64 (2003) et Opteron (2003)
En 2003, AMD lance l'Athlon 64, premier processeur grand public 64 bits x86. Basé sur l'architecture K8 avec un contrôleur mémoire intégré et gravé en 130 nm, il introduit les jeux d'instructions AMD64 pour étendre x86 en 64 bits. L'Athlon 64 FX, variante haut de gamme, rivalise avec le Pentium 4 Extreme Edition d'Intel.
La même année, AMD introduit l'Opteron, déclinaison serveur de l'Athlon 64. Premier processeur x86 à proposer une interconnexion point à point évolutive (HyperTransport), l'Opteron vise le marché des serveurs et supercalculateurs.
3.2 Athlon 64 X2 (2005) : Le Premier Dual-Core Grand Public
En 2005, AMD devance Intel en lançant l'Athlon 64 X2, premier processeur dual-core grand public. Gravé en 90 nm, il combine deux cœurs Athlon 64 sur un seul die, partageant un cache L2 de 512 Ko à 1 Mo. L'Athlon 64 X2 sera suivi par l'Athlon 64 FX dual-core pour le haut de gamme.
4. Phenom, Bulldozer et Piledriver : Défis et Évolutions
4.1 Phenom (2007) et Phenom II (2008)
En 2007, AMD introduit l'architecture K10 avec le Phenom, son premier processeur quad-core. Malgré des améliorations comme le cache L3 partagé et les instructions SSE4a, le Phenom souffre d'un bug du TLB et peine à rivaliser avec les Core 2 Quad d'Intel.
Le Phenom II (2008) corrige ces faiblesses et apporte des IPC améliorés, un cache L3 doublé et le support de la DDR3. Gravé en 45 nm, il culmine à 3.7 GHz avec un TDP de 125W.
4.2 Bulldozer (2011) et Piledriver (2012)
En 2011, AMD lance une nouvelle architecture, Bulldozer, avec les processeurs FX. Conçue pour le multitâche avec un design "modules" partageant des ressources, Bulldozer peine cependant à tenir ses promesses en termes d'IPC et de performances single-thread face aux processeurs Sandy Bridge d'Intel.
Piledriver (2012) affine l'architecture Bulldozer avec des IPC améliorés, une gestion Turbo plus agressive et un contrôle de la puissance optimisé. Malgré ces améliorations, Piledriver reste en deçà des attentes face à l'architecture Ivy Bridge d'Intel.
5. Zen et Zen 2 : Le Renouveau d'AMD
5.1 Zen (2017) : Ryzen et EPYC
En 2017, AMD opère un retour en force avec l'architecture Zen, gravée en 14 nm. Zen introduit le multithreading simultané (SMT), un cache L3 partagé par CCX (Core Complex) et une prédiction de branchement améliorée. Les processeurs Ryzen (desktop) et EPYC (serveurs) basés sur Zen offrent un excellent rapport performance/prix face aux processeurs Intel contemporains.
5.2 Zen 2 (2019) : Chiplets et 7 nm
Gravée en 7 nm, l'architecture Zen 2 adopte une conception en chiplets avec un die I/O séparé, une mémoire cache réorganisée et des IPC améliorés. Les processeurs Ryzen 3000 et EPYC Rome basés sur Zen 2 boostent les performances single-thread et multithread par rapport à Zen, tout en réduisant les coûts de production.
6. Zen 3 et Au-Delà : L'Avenir d'AMD
6.1 Zen 3 (2020) et Zen 3+ (2022)
L'architecture Zen 3 (2020) unifie le cache L3 au sein de chaque CCX et optimise les IPC et les latences mémoire, permettant un gain de performances significatif par rapport à Zen 2. Les processeurs Ryzen 5000 et EPYC Milan profitent de ces améliorations.
Zen 3+ (2022), gravée en 6 nm, ajoute principalement la 3D V-Cache, une technologie de stacking 3D permettant de tripler la taille du cache L3 pour certains modèles Ryzen 7000 et EPYC.
6.2 Zen 4 (2022) et Zen 5 (Prévu pour 2024)
Lancée fin 2022, l'architecture Zen 4 passe à un procédé de gravure en 5 nm et introduit la prise en charge de la DDR5 et du PCIe 5.0. Les processeurs Ryzen 7000 et EPYC Genoa basés sur Zen 4 apportent des gains de performances significatifs, avec des IPC améliorés et des fréquences plus élevées.
AMD prévoit de lancer l'architecture Zen 5 en 2024, gravée en 4 nm et 3 nm. Peu de détails sont connus à ce jour, mais des rumeurs font état d'une refonte de la microarchitecture, d'IPC améliorés et d'une conception modulaire avancée.
Conclusion
Depuis ses débuts en tant que fabricant de clones d'Intel jusqu'à sa position actuelle de rival sérieux sur les marchés desktop et serveur, AMD a connu une histoire riche en innovations et en défis. Des premiers processeurs K5 et K6 aux architectures modernes Zen, en passant par les avancées majeures que furent l'Athlon 64, le premier processeur dual-core grand public et l'adoption précoce du 64 bits, AMD a souvent fait figure de pionnier.
Si les architectures K10, Bulldozer et Piledriver ont marqué une période difficile pour AMD face à la domination d'Intel, le lancement de Zen en 2017 a sonné comme un renouveau pour la société. En combinant une conception innovante en chiplets, un procédé de gravure avancé et des améliorations significatives des IPC et des fréquences, les architectures Zen ont permis à AMD de reconquérir des parts de marché et de s'imposer comme un concurrent sérieux d'Intel, tant sur le segment desktop avec Ryzen que sur le marché serveur avec EPYC.
Aujourd'hui, alors qu'Intel mise sur une architecture hybride pour ses processeurs grand public, AMD poursuit une approche plus traditionnelle avec Zen 4, tout en se concentrant sur l'efficacité énergétique, les performances single-thread et multithread, et l'intégration de technologies mémoire et d'interconnexion de dernière génération. Avec Zen 5 à l'horizon 2024 et une feuille de route ambitieuse, AMD semble bien positionné pour continuer à innover et à se développer dans les années à venir.