Pentium Pro verovert risc-markt

In het voetspoor van Windows NT lijkt ook het succes van Intel niet meer te stuiten. De Pentium Pro verovert een steeds groter deel van de markt voor servers en werkstations, en de risc-produkten van concurrenten als Silicon Graphics worden naar deelmarkten voor zwaardere systemen gedreven. Ook Digital’s ultrasnelle 64-bit Alpha-processor moet het vooralsnog tegen de Pentium Pro afleggen.

Het is zomer 1993, en Silicon Graphics (SGI) lijkt niet meer te stuiten. De sprankelende computerfabrikant is de lieveling van Wall Street. Op grafische werkstations van Silicon Graphics ontwerpt Boeing zijn vliegtuigen en Ford zijn auto’s. De machines met hun Mips-processoren spreken zelfs tot de verbeelding van het grote publiek, door leven te blazen in de dinosaurussen van Jurassic Park. President Clinton kiest de lommerrijke campus van het bedrijf in Mountain View in Californië uit voor een bezoekje aan Silicon Valley. In juni ’93 stijgen de aandelen SGI, die een jaar eerder nog op 20 dollar stonden, naar 35 dollar.
Andy Keane, directeur marketing van Silicon Graphics-dochter Mips, heeft die zomer twee uur uitgetrokken om de journalist uit Nederland te vertellen hoe de risc-processoren van Mips naast de traditionele Unix-markt ook andere segmenten van de professionele computermarkt zullen gaan veroveren, die tot dan toe het domein van de cisc-processoren van Intel waren. De strategie is simpel. Keane voorspelt dat de komst van Windows NT de deuren van de hardwaremarkt zal openbreken voor risc-processoren in het algemeen, en voor die van Mips in het bijzonder. Want die laatste worden door Silicon Graphics’ sterke partners NEC, Siemens en Toshiba gefabriceerd, en zijn zodoende tegen concurrerende prijzen verkrijgbaar. ‘Onze R4000-processoren kosten maar honderd dollar, en hebben een rekenkracht die vergelijkbaar is met een Pentium van duizend dollar’, zegt Keane. Met de komst van Windows NT zullen risc-werkstations in principe alle software kunnen draaien die tot dan toe alleen op Intel-processoren loopt. ‘Het enige verschil is dat onze machines sneller zijn’, zegt Keane. ‘Tussen cisc en risc ligt een decennium. Onze R4200 levert met 1,3 miljoen transistoren dezelfde prestaties als de Pentium met 3,1 miljoen transistoren.’

Risc naar de zijlijn

Ruim drie jaar later is er van deze droom niets over. De beurskoers van SGI is geleidelijk gezakt naar 27 dollar. De grafische computers uit Mountain View krijgen steeds meer concurrentie van andere werkstation-producenten, en van goedkope maar krachtige PC’s.
De oudere chip-ontwerpen van Mips doen het uitstekend in personal digital assistants (PDA’s) en kleine elektronica, maar de massamarkt in krachtige PC’s en professionele NT-systemen is verdampt. De laatste grote producent van Mips/NT-werkstations, het Japanse NEC, haalde zijn machines vorig jaar van de markt. Microsoft stopte daarna de ontwikkelingen aan Windows NT, BackOffice en Visual C++ voor de Mips-instructieset. De enige markt van betekenis, Azië, was immers opgedroogd. De ironie wil overigens dat Windows NT door Microsoft voor een belangrijk deel met behulp van Silicon Graphics werkstations werd ontwikkeld…
Door Mips van de NT-lijst te schrappen laat Microsoft zijn macht zien. De softwaregigant kan de ontwikkeling van NT voor elk ‘onbetekenend’ chip-platform stopzetten, en daarmee elke potentiële risc-chip zonder aankondiging zachtjes laten inslapen. Onder Windows NT zouden risc-processoren kunnen schitteren, maar het tegenovergestelde gebeurt: risc wordt naar de zijlijn gedirigeerd.
En het einde is nog niet in zicht. Windows NT lijkt onstuitbaar. Zelfs Bill Gates toonde zich daarover afgelopen jaar verbaasd. Onderzoeken onder systeembeheerders tonen keer op keer de grote belangstelling voor dit besturingssysteem aan. Volgens marktonderzoeker Software Productivity Group uit Westboro, Massachusetts, gebruikt momenteel veertig procent van de informatiemanagers van bedrijven uit de Fortune top-1000 Windows NT. Maar liefst 56 procent van hen verwacht het over twee jaar nog steeds te gebruiken, of in gebruik te hebben genomen.

Power-PC presteert zwak

Voordat het Mips-platform op de NT-markt de verlossende dolkstoot van Bill Gates kreeg, had het al een uitputtingsslag met Intel achter de rug. De chipgigant uit Santa Clara koos de afgelopen jaren een agressieve strategie om de professionele computermarkt binnen te dringen. Een mijlpaal was de introductie van de Pentium Pro in 1995. Deze zesde generatie x86-chip is voor een groot deel gebouwd met technologie uit de risc-wereld. Ook heeft de P6 ingebouwde functionaliteit die het gebruik in systemen met meer dan één processor ondersteunt. Daarmee zorgt Intel ervoor dat de meest domme computerfabrikanten zelf systemen kunnen bouwen: het enige wat ze hoeven te doen is vier Pentium Pro’s op een processorbord te prikken.
De introductie van een 200 Mhz-versie van de Pentium Pro, eind 1995, betekende een schok voor de risc-wereld. Terwijl IBM en Motorola nu al anderhalf jaar te laat zijn met de introductie van hun Power-PC 620, bracht Intel zijn 200 Mhz-versie P6 ruim vóór de deadline op de markt. Weliswaar heeft het bedrijf met zijn x86-chips een achterstand in architectuur, maar het kan veel goedmaken met superieure produktietechnologie. Met de goedkope chips van Intel en Microsofts Windows NT slagen fabrikanten erin om dezelfde hoeveelheid rekenkracht te bieden voor de helft van de prijs. Dat leidde ertoe dat behalve NEC ook IBM en Motorola afhaakten. Zij stopten afgelopen december de verkoop van Power-PC-systemen onder Windows NT.
Dat is een blamage voor IBM en Motorola, die in 1993 samen met Apple over twaalf volle pagina’s van The Wall Street Journal de revolutie van de Power-PC aankondigden. ‘It has the power to blow away the Pentium’, schreeuwde het driemanschap. Maar Apple is momenteel de enige die echt grote hoeveelheden Power-PC-processoren afneemt. Van de oorspronkelijke claim, dat Power-PC’s een twee maal hogere prestatie zouden halen dan Intel-processoren, is nooit wat terecht gekomen. ‘Het goede nieuws over de Power-PC is dat-ie nog bestaat’, zegt Michael Slater, analist en uitgever van The Microprocesor Report. ‘Managers uit het Power-PC-kamp zeggen het niet, maar ze realiseren zich maar al te goed dat hun alliantie zwak presteert.’
Motorola en IBM hebben het Power-PC-initiatief afgelopen zomer gered door aan te kondigen dat ze nog vier jaar doorgaan met de ontwikkeling van deze processor. Er komen nog twee Power-PC-generaties: de G3, een opvolger van de 603, 604 en 620; en de G4, die een compleet nieuwe architectuur zal hebben. ‘Als er in ’97 een nieuwe generatie Power-PC’s zou worden geïntroduceerd zou er een kans zijn geweest dat ze een flinke voorsprong op Intel zouden nemen’, zegt Slater. ‘Maar we moeten tot ’98 wachten.’ De vele malen uitgestelde Power-PC 620 voor transactie-georiënteerde servers met meerdere processoren komt pas deze zomer op de markt. Maar er zijn ook lichtpuntjes. De introductie van de 225 Mhz 604e voor bureaucomputers en servers maakt duidelijk dat er ook vooruitgang wordt geboekt.

Codenaam Merced

IBM kiest in grote systemen en servers voor risc en Unix, maar verkoopt tevens NT-systemen met Intel-processoren. Daarmee begeeft het bedrijf zich net als Compaq, Dell, Tandem, Integraph, Apricot en al die andere op een scherp competitieve massamarkt. De Wintel-standaard zal daar voor dezelfde hardnekkige concurrentie en lage marges zorgen als in de PC-wereld. De enige die de echte winsten opstrijken zijn Microsoft en Intel. Sommige analisten verwachten dat in het jaar 2000 de helft van alle servers is uitgerust met Intel-processoren. Ook gigant Hewlett-Packard startte ruim een half jaar geleden met de verkoop van servers op basis van Pentium Pro-chips, en schurkt daarmee steeds dichter tegen Intel en Microsoft aan. HP werkt bovendien met Intel samen aan een 64-bit opvolger van de P6, die de codenaam Merced heeft. Deze chip zal compatibel zijn met HP’s PA-Risc en Intels x86-lijn. Naar alle waarschijnlijkheid zullen beide bedrijven hun eigen Merced-versies op de markt brengen.
Nu ook Hewlett-Packard een tweewegstrategie kiest, blijven er maar weinig bedrijven over die verklaard ‘zuiver-Unix’ zijn. Unix-systemen, ook die van HP en IBM, worden steeds verder naar ‘zwaardere’ deel-markten zoals die van ondernemingsbrede systemen en gespecialiseerde werkstations gedreven. Daarvoor is overigens nog steeds een warme belangstelling. Silicon Graphics toont dat aan met zijn grafische werkstations en servers. Naar computers met de nieuwste Mips R10000-processoren bestaat grote vraag Door produktieproblemen heeft SGI echter een leveringsachterstand van 750 miljoen dollar.

Veel vraag naar 64-bit

Technici, programmeurs en ontwerpers krijgen voorlopig nog niet genoeg van extra rekenkracht. Tragere machines betekent voor hen produktiviteitsverlies. Volgens Silicon Graphics, Sun en Hewlett-Packard is de horizon voor snelle machines nog niet in zicht. Supercomputerfabrikanten Cray en Convex haalden het weliswaar niet, maar onderdelen van deze bedrijven werden opgekocht door bedrijven die de opgebouwde kennis over systeemarchitectuur goed kunnen gebruiken. Silicon Graphics kocht Cray, dat met Mips-processoren supercomputers maakt; Hewlett-Packard kocht Convex, dat PA-Risc processoren gebruikte; en Sun nam het onderdeel van Cray over dat met Sun’s Sparc-chips rekenmonsters produceerde.
Een tweede trend is het opnemen van speciale circuitonderdelen in microprocessoren om ze meer kracht te geven voor de verwerking van video, audio en grafische informatie. Sun nam met de Visual Instruction Set voor de Ultrasparc het voortouw. HP en Intel (met zijn MMX) produceren inmiddels beide processoren met multimedia-instructies. Binnenkort komen ook de Mips- en Alpha-processoren (van Digital) met geoptimaliseerde multimedia-functionaliteit. Ook hier probeert Microsoft voet aan wal te krijgen. Vorig jaar definieerde het bedrijf de Talisman-architectuur, waarmee PC-fabrikanten in staat zijn om met behulp van x86-chips en goedkope multimediaprocessoren (zoals de SMP van Samsung en de Trimedia van Philips) bureaucomputers te maken met goede grafische prestaties.
Nog steeds zijn technisch superieure microprocessoren een krachtig concurrentiewapen. Sun bewijst dat. Het bedrijf liep in 1993 en 1994 een flinke achterstand op doordat zijn Sparc-processoren niet genoeg prestaties leverden. Met de introductie van de nieuwe Ultrasparc-processor eind 1995, maakte Sun die achterstand ruimschoots goed. Sun, hoofdleverancier van computers voor Internet, kan zijn servers nu niet aangesleept krijgen. Met de 64-bit Ultrasparc dringt het bedrijf steeds verder door in de mainframe-markt. Begin 1996 lanceerde Sun geavanceerde servers met Ultrasparc processoren, ruim vóór zijn belangrijkste rivalen Silicon Graphics en Hewlett-Packard. Vorige week introduceerde Sun de tot nu grootste Unix-server. Deze Ultra Enterprise 10000 kan 16 tot 64 Ultrasparc processoren (250 Mhz) bevatten en heeft tot 64 gigabyte aan werkgeheugen en een schijfruimte van 20 terabyte.
Deze geavanceerde servers zijn gericht op het verwerken van transacties, op gegevenspakhuizen en op beslissingsondersteuning. Ook het Internet geeft de vraag naar 64-bit processoren een extra zetje. Een paar jaar geleden was nog iedereen het erover eens dat 64-bit processoren en besturingssystemen niet voor het eind van de jaren negentig zouden doorbreken. Alleen geavanceerde toepassingen zoals technisch en wetenschappelijk rekenwerk zouden de precisie nodig hebben die 64 bits leveren. Computer-architecturen die met behulp van 64 bits vele terabytes aan geheugen direct konden adresseren, leken nog ver weg. Maar Sun, Silicon Graphics, Digital en Hewlett-Packard plukken nu de vruchten van een gezonde belangstelling voor 64-bit processoren.

Microsoft steunt Alpha

Om bezoekers met zijn 64-bit Alpha processor te imponeren, lanceerde Digital (DEC) in december 1995 op het Internet zijn AltaVista-zoekmachine. De Alpha’s bladeren in een fractie van een seconde door veertig miljoen webpagina’s. Daarvoor worden in totaal tien 64-bit Alphaserver 8000 computers ingezet met in totaal 26 Alpha-processoren. Elke processor heeft daarbij direct toegang tot 16 gigabit werkgeheugen. Niet voor niets was Netscape, dat op het web zo’n tachtig miljoen bezoekers per dag ontvangt, een van de eerste klanten van de Alphaserver 8000 serie. Een andere zoekmachine, die van Infoseek, draait op een Ultra Enterprise 4000 server van Sun, met acht Ultrasparc 64 bit-processoren.
Ook Intel heeft de ogen gericht op 64-bits. ‘We zijn met een limiet van 4 gigabyte beperkt in het adresseren van geheugen’, zo legt John Crawford, hoofd processor-architecture bij Intels produktgroep microprocessoren, de vinger op de zere plek. "Daarom is Merced cruciaal. Deze 64-bit processor zal geen geheugen-beperkingen hebben, en zal aantrekkelijk zijn voor high-end markten." Crawford ziet de Merced-processoren echter niet snel op het bureau verschijnen. "Het duurt nog wel even voor 64-bit software interessant wordt. Pas over tien tot twintig jaar moeten ook bureaucomputers 64-bit geheugen-adresseerbaarheid hebben. Tegen die tijd hebben we een goede 64-bit produktlijn."
DEC heeft met zijn Alpha 21164 laten zien dat het in staat is om een zeer krachtige 64-bit processor af te leveren. Zelfs Intels ingenieurs geven toe dat Digitals Alpha een superieure architectuur heeft. De verkoop van Alpha is echter marginaal. Volgens marktonderzoeker Dataquest verkocht DEC in 1995 ruim 165.000 Alpha-chips. Datzelfde jaar werden er bijna 3.4 miljoen Power-PC-processoren verkocht, een aantal dat Intel op zijn beurt weer bijna twintig keer overtroefde met ruim 65 miljoen Pentium-chips.
Na het afhaken van Power-PC en Mips waagt nu DEC zich met de Alpha op de markt voor Windows NT. Een oud lied klinkt opnieuw: door de prestatievoorsprong op Intel-processoren wil DEC met Alpha een deel van de markt veroveren. In het NT-segment, maar ook in PC’s die vergelijkbaar met die van Intel zijn geprijsd. We hebben het allemaal eerder gehoord, maar er is één verschil: Alpha heeft een machtige supporter in de gedaante van Bill Gates. Die stak al miljoenen in DEC, en lijkt zich nu als een Abraham over de Benjamin Alpha te ontfermen. Digital en Microsoft zullen samen de ontwikkeling van een 64-bit versie van Windows NT aanpakken. Microsoft heeft zijn ogen inmiddels ook gericht op de markt voor ondernemingsbrede computersystemen, en via Digital kan het softwarebedrijf zich toegang verschaffen tot de hogere echelons van felbegeerde klanten.
DEC wil behalve NT-systemen ook Alpha-PC’s voor de zakelijke markt gaan verkopen. Met de door Digital ontwikkelde FX32-programmatuur kan x86-software zonder veranderingen op Alpha-processoren draaien.

Porschemotor in skelter

Zolang processoren niet in massale aantallen verkocht worden, vallen de ontwikkelkosten niet terug te verdienen. Grote afzetmarkten zijn bovendien een absolute voorwaarde voor de ontwikkeling van alweer de volgende generatie chips. Zonder een gezonde cashflow zijn ontwerp en ontwikkeling van deze complexe chips niet meer op te brengen. Elke microprocessor-generatie vraagt hogere investeringen. Power-PC-partners IBM en Motorola hebben deep pockets, maar DEC moest de afgelopen jaren vijf miljard dollar verlies incasseren. Intel stak ruim hetzelfde bedrag in onderzoek en ontwikkeling van de Pentium en Pentium Pro. De paar honderdduizend Alpha’s die Digital tot nu toe verkocht, zijn nauwelijks een basis voor een volgende generatie. Microsofts steun is een voorwaarde voor succes, maar alleen dáármee heeft DEC nog geen markt.
Veel analisten zien de drastische prijsverlaging die Digital afgelopen half jaar voor de Alpha doorvoerde, dan ook als een noodsprong. De prijs van de 300 Mhz-Alpha 21164 is verlaagd van 695 naar 395 dollar. De 500 Mhz-versie kost nu 1450 dollar, terwijl de introductieprijs waarschijnlijk ruim 3000 dollar was (DEC maakte die prijs niet publiek).
Digital ontwikkelt de Alpha 21164PC nu in samenwerking met Mitsubishi Electric Corp. "Maar ik heb nog niemand kunnen vinden die deze chips koopt", zegt hoofdredacteur Linley Gwennap van The Microprocessor Report. Hij begrijpt ook niet goed waarom Samsung een licentie genomen heeft op Alpha. "Van Samsung zou je verwachten dat ze chips gaan produceren voor de PC-fabrikant AST Research waarin ze een belang hebben, maar juist de 21164PC maakt geen onderdeel uit van de licentie-overeenkomst", aldus Gwennap.
Het is ook een illusie om te veronderstellen dat met een zeer krachtige processor als de Alpha een-twee-drie een goedkope en tegelijkertijd zeer snelle PC is te bouwen. Als dit soort processoren niet omgeven wordt door geavanceerde cache-geheugens en andere elektronica, komt er van de superieure rekenkracht niets terecht. "Veel van de prestaties van de Alpha zit in dure perifere elektronica", zegt Gwennap. "Neem je dat weg, dan is het alsof je en Porschemotor in een skelter zet." Digital werkt hard om deze problemen op te lossen. Recentelijk sloot het met VLSI Logic een overeenkomst voor de produktie van randelektronica, en het wil de interface van de 21164PC zodanig veranderen dat de chip overweg kan met goedkopere cache-geheugens.

Open strategieën

Zullen risc-processoren als de Alpha 21164PC (met FX32) ooit via emulatie x86-software sneller kunnen verwerken dan x86-processoren? "Dat voorspelden de risc-jongens in 1985 ook al", lacht Crawford van Intel. "Ze maakten prachtige grafieken waarin ze de jaarlijkse groei en prestatie uitzetten. Cisc zou nog slechts een beetje verbeteren en daarna afvlakken. Maar dat gebeurde niet. Wij bleven prestatie leveren en onze concurrentiekracht behouden."
Voorlopig blijft Intels positie in chiptechnologie sterk, maar toch kunnen er binnen vijf jaar belangrijke verschuivingen optreden, meent uitgever Slater van The Microprocesor Report. Intel zal de dienst blijven uitmaken met zijn Pentium-processoren, maar toch zullen er met Windows NT nieuwe kansen ontstaan voor andere chips, meent Slater. Want ook Windows 95 zal vroeger of later door een NT-achtige opvolger worden vervangen, waarmee Microsoft een streep zal halen door het monopolie van Intel-processoren voor x86-software, en nieuwe kansen voor Alpha zal creëren.
Op hardwaregebied bewandelt Intel eenzelfde strategie naar openheid als Microsoft doet: de Merced microprocessor zal niet alleen Windows maar ook andere besturingssystemen (Unix) ondersteunen. De introductie van deze zevende generatie Intel-processoren wordt in 1998 verwacht. "Tot die tijd zal Intel het grootste gedeelte van de PC-markt tevreden kunnen houden met de Pentium Pro", meent Slater. Naar verwachting zullen er in 1997 25 miljoen van deze processoren worden verkocht, tegen 3 miljoen in 1996.
"En als Merced eenmaal de deur uit is, zal het voor producenten van risc-processoren moeilijk worden om in prestaties aan de leiding te blijven."

Rene Raaymakers, free lance medewerker Computable
 
Risc tegen cisc
Intels 8086-processor, die in 1981 door IBM werd uitgekozen als brein voor de eerste PC, was helemaal toegerust voor de eisen van zijn tijd. De technische kundigheid zat ‘m vooral in de complex instruction set computing-architectuur (cisc). Via complexe instructies opdrachten aan een processor doorgeven was een uitstekende manier om dure opslagcapaciteit te besparen op de assisterende geheugenchips. In latere generaties processoren bleef Intel trouw aan cisc, zodat kopers van nieuwe pc’s met 286-, 386-, 486- en Pentium-processoren hun de oude software konden blijven gebruiken.
Met processoren die kortere instructies (reduced instruction set computing) konden verwerken slaagden fabrikanten als Sun, Hewlett-Packard, DEC, IBM en Motorola erin om kleinere (=goedkopere) chips te bouwen die toch veel krachtiger waren dan cisc-chips.
Met de introductie van de Pentium Pro is Intel er toe overgegaan om cisc-instructies op de chip te vertalen in risc-instructies. Zodoende slaagde het bedrijf erin om redelijk bij te blijven in snelheid.
 
Wereldkampioen winst maken?
De onstuitbare opmars van de Windows NT/Pentium Pro-combine vindt ook zijn weerslag in Intels bedrijfsresultaat. Het afgelopen kwartaal verdubbelde Intels netto-winst, in vergelijking met het jaar daarvoor, tot 1,9 miljard dollar. Over heel 1996 verdiende Intel bijna 5,2 miljard dollar op een omzet van bijna 21 miljard.
Veel analisten, zo meldt The Wall Street Journal, verwachten dat Intels netto-winst dit jaar verder zal stijgen tot minimaal 7,5 miljard dollar. Daarmee zou Intel het op een na meest winstgevende Amerikaanse bedrijf worden, achter General Electric (dat dit jaar naar verwachting zo’n 8 miljard zal verdienen), en Exxon van de tweede plaats verdrijven.
General Electric op zijn beurt moet wereldwijd alleen nog Royal Dutch/Shell voor laten gaan. "Maar eind volgend jaar", zo voorspelt analist Rajiv Chaudri van Goldman, Sachs & Co., "zal Intel beslist het meest winstgevende bedrijf ter wereld zijn."
 
Snelste processoren