AKTUALIZACJA: Ten artykuł został napisany w 2012 roku i niektóre z jego przewidywań się nie sprawdziły. Aby uzyskać znacznie nowsze spojrzenie na ten temat, przeczytaj 5 powodów, dla których Apple powinien zrzucić procesory Intela [Opinia].
Odkąd Apple wypuściło nowego MacBooka Air, analitycy i fani komputerów Mac oszaleli, spekulując, że Cupertino może porzucić Intela i zamiast tego użyć niestandardowych chipów opartych na ARM w swojej linii laptopów. Wczoraj do ognia dorzucono więcej paliwa, gdy okazało się, że stażysta Apple pracował nad przeniesieniem OS X na urządzenia ARM w 2010 roku. Nawet Intel powiedział byłoby „niedbalstwem” z ich strony odrzucić możliwość, że ARM może ukraść ich firmę Apple. Na pierwszy rzut oka wygląda na to, że ARM może wkrótce trafić do naszych MacBooków.
Czy ARM naprawdę stanowi zagrożenie dla Intela? Tak, absolutnie i zwłaszcza gdy przechodzimy do świata post-PC firmy Apple. Ale nie ma prawie żadnej szansy, że Apple wymieni chipy Intela na oparte na ARM w ciągu najbliższych pięciu lat. W rzeczywistości istnieje duża szansa, że może być dokładnie odwrotnie, a do tego czasu chipy Intela będą zasilać nasze iPhone'y i iPady. Dlatego.
Skąd bierze się efektywność energetyczna ARM
Dla większości ludzi nie jest od razu jasne, co sprawia, że chip wewnątrz iPhone'a (chip oparty na ARM wyprodukowany przez Apple) różni się od procesora wewnątrz MacBooka Air (chip Intela). Oto elementarz naprawczy dla laika.
Wszystkie inne rzeczy są równe – a jak zobaczymy później, wszystkie rzeczy są nie równe — główną przewagą układów ARM nad układami Intela jest zarządzanie energią. Ale dlaczego chipy ARM są o wiele bardziej energooszczędne niż procesory Intela, że można ich używać w iPhonie?
Wynika to z fundamentalnej różnicy w architekturze chipów. Architektura ARM oparta na architekturze RISC ma wyraźną przewagę pod względem energooszczędności nad procesorem Intel x86, który został zaprojektowany pod koniec lat 70. XX wieku. Chociaż architektura komputerowa to skomplikowana sprawa, w większości przypadków RISC jest bardziej energooszczędny niż x86, ponieważ musi poświęcać mniej energii na zastanawianie się, gdzie kończy się jedna instrukcja, a następna zaczyna się.
W x86 instrukcja do układu może mieć dowolną liczbę bajtów. Oznacza to, że w dowolnym 64-bajtowym kawałku pamięci możesz mieć dowolną liczbę instrukcji… iw rezultacie chip komputerowy musi zużywać energię na oddzielanie instrukcji, zanim będzie mógł je przetworzyć. Jednak w przypadku RISC każda instrukcja ma 4 bajty: chip wie, że co 4 bajty może spodziewać się nowej instrukcji. Nie musi tak ciężko pracować nad gramatyką. Fizycznie objawia się to w układzie ARM, dzięki czemu rdzenie procesora są mniejsze niż ich odpowiedniki x86, a rdzenie tych procesorów pobierają mniej energii.
Pomyśl o tym w ten sposób. Które z poniższych zdań jest dla Ciebie łatwiejsze do przeczytania?
Intelsx86architekturaisuperraddude.
Kot usiadł i zjadł swój kapelusz.
Drugie zdanie jest wyraźnie łatwiejsze do odczytania niż pierwsze, ponieważ w pierwszym zdaniu jest wiele różnych typów i długości słów, stłoczonych razem. W drugim zdaniu wszystkie słowa są oddzielone od siebie, a każde słowo ma dokładnie taką samą liczbę liter. Dziecko może z łatwością przeczytać drugie zdanie, podczas gdy pierwsze zdanie byłoby wyzwaniem dla wielu dorosłych.
Znowu sprawiamy, że jest to o wiele mniej skomplikowane, niż jest to w rzeczywistości w interesie dostępności, ale w większości różnica między sposobem przekazywania instrukcji RISC i x86 jest taka przykład. Instrukcja przekazana w RISC wymaga mniej energii do obliczenia i może być zrozumiana przez mniejszy, mniej zaawansowany układ.
To wszystko są duże zalety… ale niestety mają one malejące zyski.
ARM vs. Intel
Jak widzieliśmy, ARM jest lepszy niż chipy Intela w instrukcjach dekodowania. Ale są dwie inne rzeczy, które każdy chip musi zrobić: wykonać te instrukcje i umieścić je w pamięci. A Intel ma w tym przewagę, mówi David Kanter, główny analityk i redaktor naczelny w Technologie świata rzeczywistego, firma zajmująca się analizą technologii, specjalizująca się w mikroprocesorach x86 i RISC.
„Jeśli spojrzysz na jakikolwiek nowoczesny, wysokowydajny chip, to, co znajdziesz w środku, to może od 25% do 35% rdzeni procesora, od 35% do 45% pamięci podręcznej pamięć, a reszta to inne rzeczy, takie jak kontrola pamięci, I/O i tak dalej” – powiedział Kanter w wywiadzie dla Cult of Mac w zeszłym roku. „Tak więc, podczas gdy ARM może sprawić, że ich rdzenie procesorów będą o około 20% mniejsze i bardziej energooszczędne niż Intel dzięki RISC, wszystkie rzeczy są równe, to ogólnie rzecz biorąc, jest to tylko niewielka zaleta. Może 4%”.
A ta 4% przewaga znika w momencie, gdy do równania wprowadzi się ogromną siłę produkcyjną Intela.
Intel to Apple świata mikrochipów: wszyscy są przynajmniej rok za Intelem, jeśli chodzi o konkurowanie z najnowocześniejszą technologią i wzornictwem w przestrzeni x86. Ze względu na mocne strony produkcyjne firmy Intel mogą sprawić, że wszystkie swoje chipy będą mniejsze (a tym samym bardziej energooszczędne) niż ktokolwiek inny w pobliżu, nie tylko ich rdzenie procesora.
Wynik? Rdzenie procesorów Intela mogą wymagać nieco większych i mniej wydajnych niż ARM, ale ogólny układ jest mniejszy i mniej energochłonny przy tych samych prędkościach.
Dlaczego więc Intel tak bardzo wspiera ARM w obszarze mobilnym? Proste: Intel schrzanił. W ciągu ostatniej dekady firma Intel spędziła lata skupiając się na wydajności, a nie zarządzaniu energią, komputerach stacjonarnych na urządzeniach mobilnych. Byli tak skoncentrowani na wygraniu gigahercowej wojny x86 przeciwko AMD, że nie widzieli nadchodzącego rozwoju ARM i post-PC firmy Apple.
Ale Intel teraz ujrzał światło dzienne. Mają prawie nieskończone zasoby, aby rzucić na problem nadrabiania zaległości. I zrobią to szybko.
„Do 2014 r. Intel wyprzedzi wszystkich w zarządzaniu energią i będzie wykorzystywał swoją siłę produkcyjną jako główną przewagę w środowisku mobilnym” — przewiduje Kanter.
A kiedy tak się stanie, większość przewagi ARM nad Intelem zniknie, z wyjątkiem jednej: Apple może projektować i ulepszać własne Układy ARM do jego serca, dodając wszelkiego rodzaju niestandardowe rozwiązania graficzne o niskim poborze mocy i dziwne czujniki do żeton. Z firmą Intel jest to trudniejsze.
Możliwość modyfikacji chipów jest ważnym powodem, dla którego Apple prawdopodobnie pozostanie przy tworzeniu własnych chipów z serii A opartych na architekturze ARM dla urządzeń mobilnych. Ale jeśli chodzi o format laptopa lub komputera stacjonarnego Mac, umieszczenie tych rzeczy w samym chipie nie jest tak ważne, gdy możesz dodać inny sprzęt lub oprogramowanie, aby zarządzać tymi samymi zadaniami.
Nie ma zagrożenia dla firmy Intel ze strony ARM w przestrzeni Mac
„Faktem jest, że obecnie nie ma procesora ARM ani żadnego, który pojawi się w ciągu najbliższych pięciu lat, które byłyby odpowiednie dla istniejących modeli laptopów i komputerów stacjonarnych Apple” – mówi Kanter. „Na głębokim i głębokim poziomie Apple nie ma obecnie żadnej technicznej przewagi, aby przejść na ARM w swoich laptopach i komputerach stacjonarnych”.
Czemu? Procesory ARM są nadal stosunkowo wolne i nie nadają się do szerokiego zakresu zadań, które przyjmujemy za pewnik w komputerze stacjonarnym lub laptopie. W porównaniu z Core i7 w MacBooku Air, rdzeń procesora Apple A5 jest podobny do rdzenia Pentium Pro z 1995 roku. Po prostu w pełni funkcjonalny port OS X żargon działaj teraz na chipie z serii ARM, co dało nam wszystkim iOS – znacznie okrojoną wersję OS X – na początek.
„Apple nie będzie w najbliższym czasie używać ARM w MacBooku Air ani w żadnym innym laptopie Mac, ponieważ zanim dojdziesz do kompromisów, będziesz miał iPada” — mówi Kanter. I nawet jeśli chipy ARM mogłyby zostać szybko podniesione, aby dopasować się do mocy obecnych chipów Intela, nie jest jasne, czy byłyby bardziej wydajne energetycznie niż oferty Intela.
Ale ARM nie musi zastępować Intela w komputerach Mac, aby pokonać Intela. Podczas gdy sprzedaż komputerów Mac rośnie, sprzedaż iPhone'ów i iPadów jest eksplodować. Tak więc, chociaż biznes Apple Mac jest bardzo zdrowy, staje się mniejszą częścią ogólnego tortu. Tylko w ostatnim kwartale Apple sprzedał 37 milionów iPhone'ów i 15 milionów iPadów w porównaniu do zaledwie 5,2 miliona komputerów Mac. Jeśli iPady i iPhone’y nadal przyćmiewają sprzedaż komputerów PC, ARM tego nie robi potrzebować przyjść na komputery Mac, aby być bardzo realne i bardzo przerażające zagrożenie do Intela.
To kolejny powód, dla którego firma Intel poważnie podchodzi do zarządzania energią i zastanawia się, jak ściślej z nią współpracować firmom takim jak Apple, aby oferować łatwiejszy i sprawniejszy sposób na wprowadzenie własnej niestandardowej technologii do procesorów Intel x86 frytki. Ale Intel wie, że są w tyle i poważnie traktują lekcje, których wyciągnęli z ARM w ciągu ostatnich kilku lat. Co ważniejsze, Intel ma zasoby i wiedzę nie tylko po to, by nadrobić zaległości, ale także wyrzucić konkurencję z wody w ciągu najbliższych kilku lat.
Dlaczego więc Apple pracowało nad portem ARM systemu OS X?
Jeśli ARM tak naprawdę nie nadaje się do uruchamiania OS X i jeśli zalety mocy ARM w większości znikają, gdy ty zrobić chipy tak szybkie, jak oferty Intela, to dlaczego inżynier pracował nad przeniesieniem OS X na ARM z powrotem 2010?
Możemy tylko spekulować, ale istnieje wiele powodów, dla których Apple może zlecić stażyście zbadanie tej drogi, która nie kończy się na produkcie komercyjnym. My już wiedzieć że Apple umieszcza nowych inżynierów na fałszywych produktach, dopóki nie można im zaufać. Możliwe jest również, że Apple chciałby mieć wersję OS X w wersji podstawowej, którą mogliby pokazać Intelowi, aby pomógł przy stole negocjacyjnym. Wreszcie, Apple mogło po prostu wykonywać wstępne prace przygotowawcze na wypadek, gdyby ARM czy dogonić Intela za mniej więcej pięć lat.
(Aktualizacja: Seth Weintraub z 9to5Mac napisał do nas, aby poinformować nas, że prawdziwym powodem, dla którego Apple miał stażystę pracującego nad przeniesieniem Darwina na ARM, była aktualizacja platformy Airport, która ma urządzenia z układami opartymi na ARM Marvell. Innymi słowy, jak już powiedzieliśmy, przeniesienie Maca na ARM nie miało z tym nic wspólnego.)
Apple nie myśli poważnie o porzuceniu Intela na rzecz Maca, ale mimo to następne kilka lat będzie bardzo interesujące, ponieważ ARM i Intel będą ciosy. Jeśli Intel dobrze rozegra swoje karty, w 2015 r. wszyscy możemy naprawdę poważnie rozmawiać o tym, czy Apple wprowadzi nowe mobilne chipy Intela do iPhone’a 8 i iPada 6.
[obraz przez Ars Technica]
[teaser-top]Ale pewnego dnia może mieć iPhone'a z Intelem.[/teaser-top]
[teaser-featured]Ale pewnego dnia może mieć iPhone'a z Intelem.[/teaser-featured]