Konkurenčno Apple ARM jedro bi lahko končno zlomilo dolgoročni računalniški monopol x86

MacBook Pro 13 Apple

Včeraj so se pojavila poročila s trditvami Apple bo objavil svoj prvi domači ARM CPU namenjen namiznemu in prenosnemu računalništvu na WWDC v samo nekaj tednih. Kratkoročno se napoved ne bo veliko spremenila, še posebej, ker Apple na dogodku ne bi smel predstaviti dejanske strojne opreme, ki temelji na ARM. Dolgoročno bi bil vpliv na trg procesorjev x86 lahko močan - ali pa bi lahko dokazal resničnost tega, kar AMD in Intel že leta govorita.

Opomba : V tej zgodbi bi bilo treba 'namizni trg' prevesti tako, da vključuje namizja, prenosnike, 2-v-1 in vse druge tradicionalne naprave, ki bi običajno uporabljale Windows, Linux ali macOS.



Pred osmimi do desetimi leti so strokovnjaki napovedovali velik trk trgov, ko je Microsoft vstopil v tablične računalnike z operacijskim sistemom Windows, Intel pa je začel z mobilnim čipom. Oba prizadevanja sta propadla in medtem ko ima Microsoft danes sistem Windows za delitev izdelkov ARM, osnovna strojna oprema dobi odlične ocene za življenjsko dobo baterije in šibkejše rezultate povsod drugje. Ni dokazov, da te naprave osvetljujejo prodajne lestvice. Intel je seveda na koncu zapustil trg pametnih telefonov in tabličnih računalnikov.





Namesto trkov so se trgi namiznih računalnikov in mobilnih naprav nadaljevali po svojih poteh, namizja pa ostajajo vezana na trg x86 in duopol Intel / AMD, medtem ko je ARM prevzel trg mobilnih naprav. Primerjave jabolk in jabolk med x86 in ARM je težko izdelati zaradi globokih razlik v vrstah naprav in tržnih segmentih.

Z uvedbo lastnega SoC za mobilne / namizne računalnike bo Apple postal edino podjetje za potrošniško strojno opremo na Zemlji, ki nadzoruje tako svojo strojno opremo kot svoj kup programske opreme (razen če vseeno zaženete Intel Linux). Trenutno Apple izdeluje tudi najbolj zmogljivo jedro ARM CPU, ki ga lahko kupite. Njegova procesorska jedra so se v zadnjih nekaj generacijah izdelkov znatno izboljšala, medtem ko se je Intel s težavo premaknil s 14nm. 10-nanometrski procesorji Ice Lake se pošiljajo že skoraj leto dni, toda očitno je bil načrt, ki ga je Apple videl, nezadosten, da bi prepričal podjetje, naj ne začne s svojimi prizadevanji za izdelke.



Procesna vozlišča ali arhitektura procesorja?

Vprašanje, ali je CPU arhitektura X je boljši od x86 je priljubljen že desetletja, pri čemer X pomeni SPARC / MIPS / Itanium / PA RISC / POWER / ARM in vsako drugo arhitekturo pod soncem. Ne glede na zaključke, ki bi jih lahko sprejeli akademiki, je x86 zagotovo v lasti trga in je premagal vse konkurenčne arhitekture iz industrije računalnikov. Apple ARM SoC pa ogroža x86 na način, kot Windows na ARM ni.



Moč v primerjavi z zmogljivostjo

Iz primerjave Univerze v Wisconsinu za leto 2014 o CPU Poraba energije ISA.

Neizogiben vpliv emulacije na zmogljivost zagotavlja, da se noben osebni računalnik z operacijskim sistemom Windows ARM ne bo ujemal z zmogljivostmi sistema x86 - šele, ko bodo aplikacije na voljo za oba čipa, z enako stopnjo podpore GPU in nizko stopnjo optimizacije. ARM-ovi procesorji Cortex, čeprav sposobni izvajalci, niso tako zmogljivi v enonitni kodi kot Apple čipi - in glede na to, da govorimo tudi o prehodu iz kuvertov za mobilni telefon na kuverte za prenosnike in namizja, ima Apple zelo dober razlog, da želite najvišjo raven zmogljivosti z enim navojem, ki jo lahko doseže.



Če AMD leta 2017 ne bi predstavil Ryzena, bi lahko prihajajoče tekme zastavili kot oceno vprašanja: 'Ali Intel gradi najboljše CPU?' Glede na to, da je AMD-ov Ryzen nedvomno boljši CPU od Intelove sedanje družine Core, bi razširil obseg poizvedbe: 'Kaj je bolj pomembno - procesorska arhitektura ali procesno vozlišče in inženiring?'

Argument, da je x86 v bistvu v slabšem položaju v primerjavi z ARM, se opira na idejo, da funkcije nizkega nivoja ARM ISA prinašajo bistveno prednost pred x86 ali na dejstvo, da x86 CPU pretvori domačo kodo x86 v notranje mikroope za usmrtitev. Po trditvah Intela in AMD-ja je kazen moči za tovrstno dekodiranje v strojni opremi majhna. Študije o energetski učinkovitosti različnih ISA so to trditev podkrepile že pred nekaj leti in trdile, da so nad nivojem mikrokrmilnika odločitve o zasnovi CPE, kot so velikost predpomnilnika, uporaba tranzistorjev in drugi vidiki fizične zasnove, veliko bolj vplivale na porabo energije kot ISA sama.



Če sta poraba energije in zmogljivost v veliki meri odvisna od načrtovalnih odločitev, potem bosta procesorska vozlišča in procesorska arhitektura, ne pa uporaba procesorja x86 ali ARM, nadzorovala, kako hitra in energetsko učinkovita je. Toda če lahko Apple izdela čipe ARM dramatično hitreje kot x86 CPU ne da bi se zanašal na temeljne nove pristope k računalništvu, bi lahko ponovno sprožil argument nad zamenjavo x86 z nečim drugim, hkrati pa postane jasno, da bi lahko 'nekaj drugega' zagotovilo boljšo dolgoročno računalniško prihodnost. Že desetletja so morali inženirji, ki so poskušali navesti ta argument, teoretično, v nasprotju z resničnostjo, v kateri je bil x86 edina igra v mestu. Z Appleom, ki bi svojo polno težo vrgel za prilagojeno izvedbo arhitekture ARM, to ne bi več veljalo.



Sistem Windows na ARM z delno zmogljivostjo sistema Intel ali AMD, vendar z daljšo življenjsko dobo baterije, je zanimiva alternativa običajnemu osebnemu računalniku, vendar ne ogroža prevladujočega trga x86. Prvovrstni prenosni ali namizni računalnik Apple, ki prikazuje izboljšano energetsko učinkovitost in enaka ali boljša zmogljivost bi bila neposredna grožnja, kakršna se Intel in AMD nista srečala že desetletja.

Na prvi pogled se zdi, da je grožnja omejena na lastni tržni delež Apple-a, vendar nisem prepričan, da je to res. Drugi ponudniki čipov se bodo morda odločili za isto težavo, še posebej, če želi Apple konkurirati x86 tudi v vrhunskih strežnikih. To pa bi lahko spodbudilo zanimanje za projekte, ki izvirajo iz ARM, do stopnje, ki je še nismo videli. Microsoft že ima gradnike, ki omogočajo prvovrstno izkušnjo ARM-native v sistemu Windows, zato je za to poskrbljeno. Več podjetij kot je zainteresiranih za izgradnjo lastne izkušnje ARM v sistemu Windows, bolj učinkovit bo Windows pri tekmovanju z čipi ARM v konkurenci z x86.

Leta so Intel CPU jemali kot privzeto 'najboljšo', kar je trg znal. Od leta 2017 AMD to vlogo vedno bolj izpolnjuje s čipi, ki ponujajo veliko več procesorskih jeder in veliko večjo splošno zmogljivost zunaj ozkih področij, kot so igre na srečo. Ker najbrž dejanska strojna oprema Apple ne bo kmalu na voljo, ne bom poskušal ugibati, kako se bodo nalagali izdelki vseh treh podjetij, razen če bi rekli, da bi bila pripoved nekoliko drugačna, če bi Apple premagal eno družbo x86 v primerjavi z premagovanjem obeh.

Če se bo Apple izkazal za sposobnega izdelati CPU, ki se bo lahko ujemal z najboljšimi, ki jih lahko izdelata AMD in Intel, bo pokazal, da čipi ARM lahko presežejo meje x86. To ne pomeni, da bi jih potrošniki opustili - pričakoval bi kvečjemu počasen premik, glede na Apple-ove cene in tipične tržne strategije -, a vseeno bi bil šok za industrijo osebnih računalnikov. Prvič bi imel določen prodajalec edinstveno prednost vdelane strojne opreme, s katero se ne bi mogel ujemati noben drug OEM. Za odpravo situacije bi zanetil ogenj tako Intel kot AMD.

Ne rečem, da mislim, da se bo to zgodilo, ob predpostavki, da so govorice v prvi vrsti resnične. Tudi če Apple v nekaj tednih objavi zelo konkurenčen čip, morda sprva ne bo zasedel jasnega vodstvenega položaja. Tudi če zasede vodilni položaj, bo Apple morda šel svojo pot, ne da bi pritegnil veliko zanimanje preostalega trga - ali pa bi to vodilno mesto lahko oslabil čas, ko bodo dejanske strojne opreme na voljo. Tudi če zasedata vodilni položaj, se Intel in AMD lahko izkažeta za sposobna ujemati ali presegati Applove izboljšave, preden se je trg začel bistveno spreminjati. Vse te stvari so možne. Če pa bo Apple lahko na lastnih trgih izzival Intel in AMD, bo to v osrednjih namiznih aplikacijah konec obdobja v računalništvu. x86 bo morda še vedno dolgoročno prevzel vodstvo glede zmogljivosti, vendar dolgo desetletje nesporno vladavine bi bilo končno konec.