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【めたん解説風雑談 No.005】最適化にまつわる歴史？【レトロPCで学ぶプログラミング】 

プログラマーずんだもん
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#プログラミング #レトロPC #アセンブラ #Intel
レトロパソコンで学ぶプログラミング解説風雑談動画です。
今回Intel CPUの技術の歴史と最適化についてのお話です。
【チャプター】
00:52 タイトル
01:39 パイプライン
06:43 Intel CPU進化の歴史
09:37 キャッシュメモリ
16:41 PentiumのSuperScalarとPentiumPro
【めたん解説】
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No.005【最適化にまつわる歴史？】 • 【めたん解説風雑談 No.005】最適化にま... (この動画)
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【大学～社会人編】
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第33話 【SIMDで画処理に挑戦!?】 • 【ITエンジニアへの道 33話】SIMDで画...
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【ずんだもん/音声等】
坂本アヒル様
[VOICEVOX]様 voicevox.hiros...

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16 окт 2024

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Комментарии : 92   
@kumaturare6373
@kumaturare6373 2 месяца назад
投稿日30年ぐらい前かと思ったわｗ 10日前だとｗ
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
キャッシュメモリの話があったんで思い出した ペンティアムＤっていうコア２個をくっ付けただけのデュアルコアＣＰＵ コア間の通信でもバスを通して通信する必要があったり キャッシュはコアごとに独立してたんでキャッシュコヒーレンシをハードで保障してくれないんですよね なのでＭＳのＳＱＬサーバーをペンＤで使うとキャッシュを毎回破棄して シングルコアより遅くなる現象がありました。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
あの頃は無理やり2個載せただけぇって感じでしたねw AthlonX2が先行したので急いで出した記憶(;^ω^) Intel焦ってる(;^ω^)
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
@@pgrZundmn 焦りまくって発熱がとんでもない事になってましたねｗ
@nekoronia
@nekoronia 2 месяца назад
もともとマルチCPU用のバスシステムを流用してるのでコヒーレンシをハードで保証してるよ ただ、他のCPUとキャッシュした領域が被るとどちらかが更新すると破棄してメモリから取り直せとなる動作なだけで これが無いと一貫性が保てずぐちゃぐちゃになる 統合した3次キャッシュまで持ってるNetBurst末期の2コアXeonくらいになるともう少しマシと思われ ただ、すでにPCではCore2が出てるような時期・・・
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
@@nekoronia ググってみた。 www.itmedia.co.jp/pcuser/articles/0701/24/news002_3.html 確かにそうですね。 記憶違いか？と思って考えたらＭＰＣ（PowrePC）の説明でソフト側で保障して下さいって書いてたんでこっちと記憶違いしてたかも。 SQLサーバーがキャッシュ破棄してるのは間違いないのでそれで勘違いしたのかも。
@孤独のデブおじ
@孤独のデブおじ 2 месяца назад
俺得動画過ぎて感謝。これからはRISCやって言ってたわｗ
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
いつもありがとうございますヽ(´▽｀)/ 難産でしたが公開出来て良かったです｡ﾟ(ﾟ´ω`ﾟ)ﾟ｡
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
４８６になると逓倍率が 2～4逓倍 になって100MHzになった時は感動しましたね。 その代わり４８６以降どんどんCPUはクロック上がるけどメモリのクロックとの差が すんごい顕著になった時代でもありました。（今はメモリクロックも速いからいいんだけど）
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
まだ搭載キャッシュも少なくてメモリに足引っ張られましたね～。 M/B上に二次キャッシュ搭載するPCもあったみたいですが(;^ω^)
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
@@pgrZundmn あ～昔そういうｐｃでしたよ キャッシュメモリとして非同期SRAMのチップを搭載させていました。 （パイプラインバーストSRAMの時代にｗ）
@市川麻衣子-t3x
@市川麻衣子-t3x 2 месяца назад
@@pgrZundmn 486マザーは256KB程度の2ndキャッシュが標準でしたね。 高速なSRAMが安い値段で手に入るのでうはーでしたがw
@catmull_sutherland
@catmull_sutherland 2 месяца назад
2:13 フェッチと書いてるのにメタンたちはフェチと言ってるように聞こえるのは自分の心が汚れているからなのか
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
(￣▽￣)ﾆﾔﾘ
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
基盤作りで「エッチング」の作業に入る時の学生みたいな感じやなｗ
@takotako7
@takotako7 2 месяца назад
HPC分野だとよりキャッシュに入りやすいように処理するデータを連続領域に収めたり(1次配列とか) キャッシュに収まる量に処理分割したり、メモリの読み込み単位の倍数になるようにしたりとかやってたなぁ。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
AoSではなくSoA使えとかですよね〜😅 構造体使わないとかBASICかよって思ったりしました😅 メモリのアライメントとかも今はメモリが沢山あるので贅沢に取れますよね😁
@tkymt
@tkymt 2 месяца назад
なんでこんなに詳しいの？ アセンブラは分からんがなんか面白い
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
ありがとうございますヾ(*´∀｀*)ﾉ
@神谷了
@神谷了 Месяц назад
Pentium とか Pentium Pro とかバカデカい CPU ありましたね、どっちも使いましたがアセンブラは使わなかった。10年くらい前に PC98 のオーバーホールのバイトをした事があります。　EMS メモリーとか、今だに工場で PC98 は組み込まれて使われていて 80年代に大量に入れた機械の祟りかと思いました。　64KB で収まっていたデータが機種が増えて収まらなくなったので何とかしてくれという話で、配列を２次元配列に変えて 64KB を更に複数 malloc しなおす事で対応しました。　今だに PC98 互換機は作られている様で、かなりの値段する様でした。（当然作っているのは NEC では無いです。）　設備は怖いですね延々使われます。
@pgrZundmn
@pgrZundmn Месяц назад
PentiumProはキャッシュが別途載っていたので大きかったですね。 98は未だに使われていたりしますね〜。 自分の年代くらいならソフトも含めてメンテ出来ますが、若い人には難しいでしょうね…。 かといって新規に開発する費用も無かったり😢
@青木祐太郎-b3g
@青木祐太郎-b3g 2 месяца назад
MSXでの画像処理の高速化も実演してほしいぜ。基本マシン語からハンドアセンブルで見やすくしてほしい。webMSXじゃないと無理かな実機じゃツールが無さすぎて
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
ありがとうございます♪ MSXの方は別枠を企画中です♪ アセンブラ使って書いてバイナリを仮想ディスク使ってエミュに読み込ませて動かして、そのディスクをFD経由で実機に持っていて動いてはいるのですが、あまりにも手間が掛かり過ぎるので、今OpenMSXとデバッガ導入、z88dkとVSCodeにて開発環境を整備中です(｀･ω･´)ゞ もう少しお待ちくださいませ(*'▽')
@青木祐太郎-b3g
@青木祐太郎-b3g 2 месяца назад
おお〜!発表楽しみにしています〜
@かずカズ-b8s
@かずカズ-b8s 2 месяца назад
486DX4は１０年前ぐらいまで電車の処理に使われていた。 どこで作っていたの？
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
工場はマレーシアですかねぇ🤔
@masqueradeoffice
@masqueradeoffice 2 месяца назад
懐かしい話ですなw ciscとriscどちらが残っていくか、エンジニアにはインディゴブルー筐体のモトローラチップマシン全盛期の頃でしたね。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
MacもPowerPC搭載しますしね。 その後Intelに戻ってきて、今度はArm(^◇^;)
@resistan-y1h
@resistan-y1h 2 месяца назад
PCや据え置きゲーム機やアーケードゲーム機はCISC (X86_64) Macとスマホや組み込みはRISC (ARMやRISCVやマイコン独自のRISC系) って感じで落ち着きましたね。 ARMはCISC的な要素も取り込んでいるらしいですが。。。
@市川麻衣子-t3x
@市川麻衣子-t3x 2 месяца назад
@@pgrZundmn iOSの開発コスト下げたいんでしょうね。
@ピン子-d4u
@ピン子-d4u 2 месяца назад
コプロの計算ミスが発生するって当時話題になったのは記憶にある、自分は計算してないけど当時大学生だった知り合いが計算して結果を見ても正しいか間違ってるかわからんって話をしてた気がする。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
当初Intelは、普通に使ってそれに遭遇するのは天文学的な確率だ! 大丈夫だ! 問題ない! とか言ってたんですが、結局回収交換になりました(;^ω^) それから検証プログラムを改善したのとP6からマイクロコードにパッチを充ててエラッタを回避出来る様にしたみたいですね。
@nekoronia
@nekoronia 2 месяца назад
インテル ・アーキテクチャ最適化マニュアルとかを買って読んでた覚えが・・・ 何かにつかうとかでもなく読み物として普通に面白いと思って何度も読んでた覚えがあるのだ・・・ MSXでもturboRが出て命令のメモリ配置条件でRAMであっても実行速度にばらつきが出る用になって 命令数で時間がカウントできなくなったのでシステムタイマーが実装された話は当時なかなか興味深かったのだ (そもそもR800とZ80で速度が違い過ぎる問題が・・・)
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
システムタイマーはもっと前に積んでいて欲しかったです😅 VDPのコマンド発行もレイテンシありますが、皆クロック計算してウェイト入れてましたよね…。 なので基本BIOS経由を強く推奨してたけど、VDPは解禁されてたから、こりゃー大変ダゾと思いました😅 まだ勉強不足ですが互換のためにZ80も載ってますよねturboR。 動きながら切り替えられるんでしたっけ？謎に超技術😅 でもR800が折角Z80バイナリコンパチなのに、Z80も載せざるを得なかった点はちょっと残念な気がしました🥺 88VAも似たような感じですがCPUのZ80互換モードでなんとか動かしてますので…。
@nekoronia
@nekoronia 2 месяца назад
@@pgrZundmn Z80がの乗ってるのは二つの要因だと思うのだ ・カスタムチップMSX-ENGINE2がすでに大量に出回っていたので統合済の周辺ICの兼ね合いで載せない理由が無かったｗ ・R800ではクロックダウンやウェイト挿入でも命令ごとの速度差が不均衡のため速度的な完全互換が不可能と判断された 特に速度の問題は致命的で既存ゲームなどでかなりの不具合が予想されたと思うのだ CPU切り替えはシステムチップS1990がめんどくさい調停やらをやってくれるのでBIOSで簡単に切り替わるのだ 昔サンプルコードで遊んでたことがあった気がするのだ
@vianeplus
@vianeplus 2 месяца назад
ハードが更新されても末端ユーザーレベルになるとWinにリソース割かれて大して速くないっていつもの落ち。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
Windows使ってて、これだけCPUが速くなってるのにフォルダの日時順に表示変更するだけでも数十秒待たされるのホント納得いかないw
@kazka568
@kazka568 2 месяца назад
無理が祟ったのはFDIV(埋込データ不具合)問題よりF00F(デッドロック)問題の方だと思う。
@市川麻衣子-t3x
@市川麻衣子-t3x 2 месяца назад
イタニウムの投機実行も欲しかったけどアイテニウムは市場にほとんど出なかったしたにゃ〜
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
Itaniumの話は何処かで出したいと思いますにゃ。 あれはIntelがx86(IA32)に限界を感じて、64bitにする時にISA全部作り直したかったと思うのですが、うまく行きませんでしたね...。 ARMは64bit化でゴッソリISA変えてうまく行きましたが。 当時IntelのIDFで実際に動くWinNTを触りました。懐かしいです✨
@市川麻衣子-t3x
@市川麻衣子-t3x 2 месяца назад
@@pgrZundmn IntelはiAPX432で8080の後継にしようとしたけど失敗。i960/860RISCチップは何ビットチップか意識せずに組み込みマイコンとして使ってました。 あの当時のレザープリンタバラすと良くでてきました
@市川麻衣子-t3x
@市川麻衣子-t3x 2 месяца назад
@@pgrZundmn 当時　Intelからデータブック渡されて読み込んだ上で、何処かの本に『期待の次世代マイコンチップアイタニウム！』って16ページくらいの解説書いた記憶があるのですが、何書いたかはすっかり忘れていますw まあ、DEC Alphaと言い　ARMと言いパイプラインの最適化は最早コンパイラにお任せするだけになりましたね。 あ、WindowsNTはx86、Alpha.、MIPS使ってました！ 結局それらのマシンは最終的にunixになってしまいましたがw
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
i960懐かしいです✨ 組み込み用途、それこそレーザープリンターとかに使われてましたねー
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
CISCにある一命令で色々やってくれるのとか使うと逆に遅くなるみたいになってLOOP命令ですら使わなくなりました(;^ω^) あとブロック転送のREP MOVSx系とかも普通にmovとdecとjnbで書いた方がいいみたいな(;^ω^) そうなると面白みがないコードにならざるを得なくて、これコンパイラが吐いたコードで良くね？ みたいになっちゃいまして(;´Д｀) うちはAlphaやMIPSは無くてSPARCがありましたが、NTはx86/x64でしか使ってなかったですねー。 社員の個人的な趣味でBeOSがあったりはしましたが(;^ω^)
@takpon9261
@takpon9261 2 месяца назад
ユーザーサイドからするとMMXは画期的だったのだ、ソフトウェアMIDI音源の同時発音数や音質も圧倒的に改善して実用的に使えるようになったのだ でも、P6にMMXが導入されたKlamathはその素晴らしい性能の代償として完全に高値の花で指を咥えてみてる他無かったのだ 庶民はAMDのK6が関の山だったのだ(泣 ワイが今でもAMDerなのは社会が悪いのだ😡
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
K6にもMMXや2以降は3D Now!　そしてIIIでSuper7が…😅 AthlonでIntelより先に1GHz達成して焦らせてPen3の1.13GHzでまたやらかしてしまったり、ここからAMDのターンじゃ無いですか😅 自分はCeleron300AをデュアルCPUにしてNT4使ってましたが😅
@神谷了
@神谷了 Месяц назад
@@pgrZundmn よく覚えていますね、486 25MHz の時に最初のソフトシンセをドライバーに実装したのを思い出しました。 　処理負荷を計算して載るはずなのに、コンパイラでは24音では負荷が重くて、プロファイルを取って内部の20行くらいをアセンブラが得意なメンバー(ずんだもんさんのような人)とチューニングして出してLSIが売れました。 　その後、電子楽器の重役に社長室へ呼び出されて怒られました。　社長室を出た後、その重役には立場上言わざるをえなかったと言ってもらいました。　 　開発した本人なので当然判ってはいましたがハードが不要になり　その後転職しました。
@ohnary
@ohnary 2 месяца назад
（BASIC）DEFINT A-Z、変数名は短く、余分なスペース削除、離れた場所へGOTO/GOSUBしない、マルチステートメントにする、 （マシン語）ループ展開、自己書き換え、XOR A、ROM内ルーチン未使用 いにしえの高速化テクが懐かしい😅
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
XORは今でも使いますね〜。 自己書き換えは今は基本的に出来ないですが、まぁ危険ですよね😅
@ZYLISHATEN
@ZYLISHATEN 2 месяца назад
？？？「うーんよくわからんけどこの命令より次の命令のほうが早く終わりそうだから次の命令先に実行したろ！！」
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
OOOがそれですねー(*'▽')
@やのひとさのひと
@やのひとさのひと 2 месяца назад
む、難しい… とりあえずわかったことは アセンブラで遊ぶなら「古いCPUで遊ぶほうが無難」…ということまでであります(^^;
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
見てくださってありがとうございます😭 Yes! もうアセンブラは非力なレトロPCで楽しもう😀です😤
@resistan-y1h
@resistan-y1h 2 месяца назад
PIC16F1とかAVRの8ビットマイコンは命令数も少なくアセンブラ遊びには最適ですよ。 ただ、電子工作の知識がないときついか。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
PICには挑戦しようと思っています✨ MSXでハード回りも弄ってみたいなと思ってまして(￣▽￣)b
@user-ck6qh5im9z
@user-ck6qh5im9z 2 месяца назад
懐かしい。手作業でアセンブラ書いてたのはMMXくらいまでかなあ。 それ以降になると、手動最適化よりコンパイラの最適化の方が賢くて、絶望して書かなくなった記憶ｗ
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
コンパイラが吐けるコードについてはもう手作業で書く必要性無いですよね(;^ω^) そこまでしなくても充分速くなりましたし(^^) 今は離れているので分かりませんが、SIMD系はCで書けなかったので(Cのマクロとか疑似命令使って書くことは出来た)必然的にアセンブラで書く必要ありましたが、今はそこまでしてCPUにやらせる処理もあんまり無いかなぁと。AI関係はNPU積む流れですし、GPUも相変わらずありますし(;^ω^)
@優希-r1d
@優希-r1d 2 месяца назад
RISCの直交性は低いんじゃないかなのだ あとオンチップキャッシュでもeDRAM積んでるのもあるのだ(IBM)
@優希-r1d
@優希-r1d 2 месяца назад
あとレイテンシーって実行開始からじゃないか
@octopus6543
@octopus6543 2 месяца назад
20:03　IntelがCRISCと言う造語を作ってましたね CPU老人会ですね
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
チキンクリスプみたいw
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
１０年位前にインテルのページからＤＬしたドキュメントがＨＤＤ内にあった。 確か、アセンブラでの最適化方とかの情報があったんでドキュメントを片っ端からＤＬしてそのままにしてたｗ（４０以上のPDF） また最新の情報とかあるならＤＬしてみたいですね。
@あぴよん-i5h
@あぴよん-i5h 2 месяца назад
試しに一つ開いてみた「インテル® 64 アーキテクチャー および IA-32 アーキテクチャー 最適化リファレンス・マニュアル」 っていうＰＤＦファイル。 １３章＋付録Ａ～Ｅ＋例が３００種類近く書かれてて これは読むのに体力使うなぁｗ
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
お暇な時にどうぞwww 今更もう知っていても使い道なさそうな話ですしwww
@スキピオ-y7q
@スキピオ-y7q 2 месяца назад
PenPro!
@akikan-jp
@akikan-jp 2 месяца назад
いつかめたんたんにはCrowdstrikeがやらかした 原因であると言われてるヌルポインタについて 解説して欲しいです 知識として危険だとわかっていてもここまでの 惨状を引き起こすとはビックリしました
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
通常のプロセス内であればヌルポでもOS側が保護してるので問題ないんですが今回はデバドラとかその辺りっぽい感じですかね。 C言語のポインタの危険性についてはストーリー中で出てくる事になると思います👍
@akikan-jp
@akikan-jp 2 месяца назад
@@pgrZundmn おお、これからのストーリーに出るとは楽しみです😊
@syunkunTrader
@syunkunTrader 2 месяца назад
久しぶりに技術系の動画ですね。 Z80の時は、同じ命令を繰り返して高速化していましたが、それが486～PentiumProあたりから低速化を招き、今のARMはA=B+Cのような命令体系になってからレジスターのみの処理だけで完結し原点回帰するようになり、歴史は繰り返しますね。 今のGPUならば、単純な計算を数メガを一気に処理させる時代なので、PC-88シリーズのように1バイト(SR以降は3バイト同時命令はあったが）ずつ処理していた頃とは全然違いますね。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
GPUは超並列処理ですが、やっぱりメモリアクセスが厳しいんですよね。 以前88VAのレイトレ回でCUDAで書いたの出してますが、当時のオブジェクトモデルは数式だったので極めて少ないデータと膨大な計算で実現されていてGPU向きでした。 GPUのメモリはGDDRとかでCPUのものより高速ですが、それでも当時1回のアクセスで600クロックだったか掛かったので計算よりメモリ帯域との戦いでしたね。 CUDA出始めの頃はキャッシュは無くて、複数のコアからなるSM(今はCUDAコア)単位で共有してる僅かなSRAM(16KB位)を明示的にコードからキャッシュとして利用する感じでしたが、容量が少な過ぎて実用になりませんでした。 今は離れてしまってるので分かりませんが、コア数が増えていってくとどんどんメモリが厳しくなるとnVIDIAのCEOジェンスンファン氏が来社した時にそんな話題になりました。
@市川麻衣子-t3x
@市川麻衣子-t3x 2 месяца назад
@@syunkunTrader Z80はレジスタの値をメモリに保持するより裏レジスタに退避させて超高速メモリ扱いするテクニックがありましたね。
@syunkunTrader
@syunkunTrader 2 месяца назад
@@市川麻衣子-t3x さん、裏レジスタはかなり重宝しますよね。 キャッシュがなく、マシン語を置く場所自体はメモリなので、NOP命令ですら4クロックだから少しでも高速化の技術が必要だからこそ、駆使するのが楽しい時代ですね。
@newmarimo
@newmarimo 2 месяца назад
マイコンの雑誌読んでるとAVRやARMのアセンブラが現役っぽいけど 流石にもう書く気がしない。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
自分ももう商業コードでアセンブラは書いてません😅 趣味のレトロPCで楽しんでます♪
@resistan-y1h
@resistan-y1h 2 месяца назад
バンク切り替えなどがあり綺麗な命令セットではないですが PIC16F1のアセンブラが一番シンプルですね。 組み込みARMはSIMD命令などが搭載されていない事が多く GCCなどの最適化が有能なCコンパイラが使えるので 個人的にはあまりアセンブラを使う出番はないですね。
@nekoronia
@nekoronia 2 месяца назад
数年前まで8bitマイコンの車載メータやってたけど普通にフルアセンブラ・・・ ただ車載用(2輪)も16bitマイコンになりつつあるようなので今どうなのかな 78K0系が生産中止なので・・・ 250ccくらいまでは結構78K0系のメーターは多かったな
@yas-156
@yas-156 2 месяца назад
コンピュータのキャッシュはcash(現金)ではなくてcache(貯蔵庫)ね。ネイティブの中にはケイシュと発音する人もいた。
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
ギャグです～。 字幕の方ではcacheと出してますぅ(;^ω^)
@ysh2nsh
@ysh2nsh 2 месяца назад
互換CPUが出てきたのはIBMからの要望だったと聞いたことありますね
@pgrZundmn
@pgrZundmn 2 месяца назад
なるほどですね♪ そう言えば話にも出てくるIBMの先輩からマガジンスティックに入ったAMDの286互換チップを大量に貰いました(^^) 使い道無かったですけど(;^ω^) 競争大事ですよね～。IntelがSandy出した辺りだったかRyzenが出てくるまでしばらく無双状態が続いていて、その頃技術を小出しにしてて全体的に停滞(手痛い?)してましたものねw
@kazuselen
@kazuselen 2 месяца назад
互換CPUが出てきたのはIBMが要望したからというより、セカンドソース文化があったからと言うべきかな プロセッサメーカーの信頼性が今より低かった時代、他社の互換製品がないと製品が作れなくなるリスクがあったから、セカンドソースがないプロセッサは採用されない傾向があった AMDなんかは最初からセカンドソースをやる会社として活動してて、IBMがPCを作る時にintelのセカンドソースとして採用したことで躍進したと言える
Далее
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