ARM kontra Atom: Bitwa o kolejną cyfrową granicę

Choć raz Intel wie, jak to jest być słabszym.

W ciągu ostatnich 25 lat Intel stał się wiodącym dostawcą mikroprocesorów do komputerów domowych i firmowych, zdobywając wirtualny monopol na rynku procesorów do komputerów stacjonarnych, laptopów i serwerów. Nawet Apple dołączył do chóru.

Ale prezes Paul Otellini nie poprzestaje na tym. Wyobraża sobie świat, w którym chipy Intela zasilają każde urządzenie, od najwspanialszego serwera po najskromniejsze urządzenie multimedialne - „kontinuum przetwarzania” obejmującego wiele poziomów mocy procesora, zjednoczonych przez architekturę Intel x86.

[Linux, Android, Atom i ARM - nadchodząca rewolucja w dziedzinie netbooków może wyrzeźbić zupełnie nową niszę w informatyce | Tymczasem ogromny wzrost wydajności w przeglądzie Centrum testowego dowodzi, że Intel Nehalem posiada czterordzeniowy procesor]

Kluczem do tej wizji jest Atom, najnowsza pozycja w linii procesorów Intela. Kompaktowy i niezwykle energooszczędny Atom jest już wiodącym procesorem do komputerów typu netbook. Dzięki najnowszym, ultraniskonapięciowym wersjom chipa, Intel jest gotowy do przeniesienia x86 jeszcze dalej w dół kontinuum Otelliniego, z dala od komputerów PC i do świata telefonów, odtwarzaczy multimedialnych, telewizorów Smart TV i innych cyfrowych urządzeń elektronicznych.

To nie będzie łatwe. Intel może być panującym królem komputerów PC i procesorów serwerowych, ale w świecie urządzeń mobilnych tytuł ten trafia do nietypowego rywala: małej, skromnej firmy ARM Holdings z siedzibą w Cambridge w Anglii.

Większość konsumentów nigdy nawet nie słyszała o ARM. Nie zobaczysz kampanii reklamowych ARM w czasopismach ani w telewizji. Nie ma naklejek z napisem „ARM Inside!” Firma zatrudnia mniej niż 1800 osób, a jej kapitalizacja rynkowa przy 3 miliardach dolarów to zaledwie ułamek wartości Intela. Ale nie popełnij błędu - ARM i Intel są na kursie kolizyjnym. To, co wydarzy się później, może zadecydować o kształcie branży komputerowej na nadchodzące lata.

Kolejna cyfrowa granica

Pomyśl: Intel sprzedał swój miliardowy chip x86 w 2003 roku. Jego najbliższy rywal, AMD, tylko w tym roku pobił próg 500 milionów. Z drugiej strony ARM spodziewa się, że w samym 2009 roku dostarczy 2,8 miliarda procesorów - czyli około 90 chipów na sekundę. To dodatek do ponad 10 miliardów procesorów ARM, które już dziś zasilają urządzenia.

Podnieś dowolny telefon komórkowy i istnieje 95 procent szans, że zawiera co najmniej jeden procesor ARM. Jeśli telefon został wyprodukowany w ciągu ostatnich pięciu lat, to 100 procent; dotyczy to zarówno standardowych telefonów, jak i smartfonów.

To samo dotyczy przenośnych odtwarzaczy multimedialnych. Niezależnie od tego, czy etykieta mówi Archos, iRiver czy Sony, w środku jest to ARM.

Układy ARM znajdziesz także w routerach bezprzewodowych firm D-Link, Linksys i Netgear; drukarki firm HP, Konica Minolta i Lexmark; kalkulatory graficzne z HP i TI; Urządzenia GPS firm Blaupunkt, Garmin i TomTom; i niezliczone inne urządzenia. Nawet system informacji powietrznej na statku SpaceShipOne Burta Rutana był zasilany przez ARM.

Każda z tych aplikacji jest potencjalną szansą dla Intela, ale do niedawna układy x86 były powszechnie uważane za zbyt energochłonne - i zbyt drogie - do wykorzystania w aplikacjach wbudowanych. Atom to zmienia, ale Intel nadal musi przekonać producentów urządzeń, że może być równie dobrym partnerem, jak istniejący ekosystem oparty na architekturze ARM.

ARM: Mysz, która ryknęła

Intel wszedł na szczyt branży komputerowej w staromodny sposób: walcząc zębami i paznokciami. Z zazdrością strzeże swoich projektów procesora. Nawet jeśli Intel licencjonuje swoją technologię innym firmom - takim jak AMD - nadal konkuruje łeb w łeb z tymi licencjobiorcami na tych samych rynkach.

Z drugiej strony w ARM chodzi o partnerstwo. Nie posiada żadnych fabryk i nie sprzedaje żetonów pod własnym szyldem. Zamiast tego udziela licencji na projekty rdzeni procesorów ponad 200 firmom zajmującym się półprzewodnikami na całym świecie. Wybitni amerykańscy licencjobiorcy to Freescale, Marvell, Qualcomm i Texas Instruments.

Każdy licencjobiorca może dowolnie pakować technologię ARM z własnymi niestandardowymi modyfikacjami i sprzedawać powstałe chipy pod własną marką. Na przykład procesor, który zasila iPhone 3G S, jest sprzedawany jako Samsung S5PC100, ale wewnątrz znajduje się rdzeń ARM Cortex A8 600 MHz połączony z opatentowanymi procesorami graficznymi, sygnałowymi i multimedialnymi firmy Samsung.

Dlatego jest tak wiele różnych rodzajów procesorów ARM w tak wielu różnych rodzajach urządzeń. ARM to nie tylko pojedynczy procesor; jest to raczej cały ekosystem, składający się nie tylko z procesorów, ale także narzędzi programistycznych i innych technologii łączących, co pozwala wielu konkurującym producentom dostarczać różnorodne produkty do różnych nisz rynkowych, wszystkie oparte na architekturze ARM.

W szczególności ta elastyczność sprawia, że ​​ARM jest idealną platformą do budowania złożonych, gęsto zintegrowanych produktów typu system on chip (SoC), które zazwyczaj łączą rdzenie procesora z pamięcią, obwodami przetwarzania sygnału, licznikami czasu i interfejsami zewnętrznymi, takimi jak USB i FireWire oraz innymi komponentami. .

Intel wkracza w erę atomu

Intel sprzedał swój dział Xcale firmie Marvell w 2006 r., Jednak w okresie ogólnej restrukturyzacji. W tamtym czasie rzecznik firmy określił ten dział jako „nierentowną jednostkę biznesową” i posunął się nawet do stwierdzenia, że ​​rynek urządzeń przenośnych obsługiwany przez XScale „nie pasuje do [Intela]”.

Niecałe dwa lata później Intel zaprezentował chip, który stał się Atomem.

Atom to zupełnie nowe podejście do architektury x86. We współpracy z Asusem, wiodącym dostawcą netbooków, Intel zaprojektował ten układ od podstaw, aby zapewnić dobrą wydajność przy ekstremalnie niskim napięciu.

Najwcześniejszy projekt Atom wciąż był zbyt energochłonny dla ultraprzenośnych urządzeń, takich jak smartfony, ale odniósł sukces na rynku netbooków jak rakieta. Obecnie chipy Atom zasilają więcej netbooków niż jakikolwiek inny procesor. Nowsze iteracje linii Atom skoncentrowanej na netbookach Intela mają zwiększoną prędkość i dodatkowe funkcje, a najnowsze modele oferują dwa rdzenie.

Ale Intel nie zadowala się ograniczaniem Atom do laptopów z niższej półki. Nawet gdy rynek netbooków przyspieszył, Intel pracował nad udoskonaleniem Atom, aby dopasować go do nowej niszy, znajdującej się jeszcze dalej w proponowanym kontinuum Otelliniego. Według doniesień, najnowszy projekt Intela o nazwie kodowej Medfield ma na celu stworzenie wersji Atom, która jest tak mała i działa przy tak niskim napięciu, że można go używać w całej gamie urządzeń elektroniki użytkowej.

I to nie wszystko. Tam, gdzie historycznie Intel produkował i sprzedawał swoje procesory jako gotowe części, z Atomem próbuje czegoś nowego. W marcu podpisał umowę z Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., która pozwoli TSMC i jej klientom na tworzenie niestandardowych produktów SoC opartych na rdzeniach Atom. Innymi słowy, Intel pożycza stronę prosto z podręcznika ARM.

Pytanie o kompatybilność

Chociaż ARM zyskał niemal uniwersalną akceptację na rynku systemów wbudowanych i wspiera dobrze prosperujący ekosystem programistów, nie jest pozbawiony wad. Programiści, którzy są przyzwyczajeni do bardziej tradycyjnego tworzenia oprogramowania na komputery PC, muszą nauczyć się nowych sztuczek, aby pracować wydajnie w środowiskach ARM.

Wynika to po części z nowatorskiej historii ARM. Unikalna konstrukcja procesora oparta na RISC, ARM wyrosła z dziwacznego brytyjskiego przemysłu komputerowego lat 80. Był kompaktowy i wydajny, głównie dlatego, że musiał - brytyjskim zwolennikom brakowało dostępu do kapitału, który wyniósł Intel na szczyt Doliny Krzemowej. Ale kiedy stało się jasne, że x86 zdominuje rynek PC w Wielkiej Brytanii, podobnie jak w Ameryce, wydajna konstrukcja ARM szybko przyniosła mu uznanie wśród producentów urządzeń cyfrowych.

Z drugiej strony Atom to pełnokrwisty procesor x86. Jest mniejszy i zużywa mniej energii niż główne chipy Intela, ale obsługuje pełny zestaw instrukcji x86 i towarzyszący mu model programowania. Każdy właściciel netbooka może zaświadczyć, że procesor Atom może wykonać dowolny plik binarny, który będzie działał na Core 2 Duo bez modyfikacji, aczkolwiek wolniej.

Firma Intel twierdzi, że ta zgodność spodoba się programistom dokonującym przejścia ze środowisk PC na urządzenia mobilne. Oznacza to, że będą mogli używać tych samych kompilatorów, narzędzi i bibliotek kodu do tworzenia oprogramowania dla urządzeń mobilnych z procesorem Atom, jak w przypadku komputerów PC.

Nie oznacza to, że ARM nie ma oprogramowania. Katalog systemów operacyjnych i aplikacji dostępnych dla platformy rośnie od dziesięcioleci i obejmuje kilka kompletnych dystrybucji Linuksa. System operacyjny Android firmy Google działa na platformie ARM, podobnie jak system operacyjny Chrome, gdy zostanie dostarczony. Obsługują go nawet niektórzy komercyjni dostawcy oprogramowania; na przykład firma Adobe niedawno ogłosiła, że ​​będzie dostarczać wersje Flash Playera 10.1 jednocześnie dla ARM i Intel.

Jedną rzeczą, której ARM nie ma, jest Windows. Chociaż różne wersje systemu Windows CE będą działać na urządzeniach ARM, Microsoft twierdzi, że nie planuje przenoszenia oryginalnego artykułu. A nawet gdyby sam system operacyjny się uruchomił, nie przydałby się zbytnio, chyba że główni dostawcy aplikacji również przenieśliby swoje oprogramowanie.

Trzeba przyznać, że Windows jest przesadą dla wielu wbudowanych aplikacji. Jednak niemożność uruchomienia flagowego systemu operacyjnego Microsoftu może wystarczyć, aby zniweczyć plany ARM dotyczące konkurowania na niskim końcu rynku netbooków.

Intel: Niemowlę w lesie?

Nie tak dawno temu, Upsidemagazyn okrzyknął firmę o nazwie Transmeta „najważniejszą firmą w Dolinie Krzemowej”. Jego produkt brzmiał niezwykle podobnie do Atoma. Procesory Transmeta wykorzystywały zaawansowaną, zastrzeżoną technologię do wykonywania instrukcji x86 w sposób, który zużywał znacznie mniej energii niż tradycyjne chipy Intel do komputerów stacjonarnych i laptopów.

Jednak kiedy pierwsze chipy Transmeta zaczęły pojawiać się w laptopach konsumenckich, były rozczarowaniem. Laptopy z napędem Transmeta nie były dużo mniejsze ani lżejsze od standardowych, ale ich wydajność była zauważalnie gorsza.

Kategoria netbooków w tamtym czasie nie istniała, a technologia baterii była mniej zaawansowana niż obecnie. Dla ludzi z obsesją na punkcie gigaherców kupujących, minuty, które technologia Transmeta wydłużyła żywotność baterii, po prostu nie były warte poświęcenia wydajności.

Obecnie sytuacja jest podobna, dopiero teraz konsumenci żądają zarówno szybkości, jak i oszczędności energii. Kogo obchodzi, czy chip wykorzystuje architekturę x86, o ile ma wystarczająco dużo mocy, aby zdekodować wideo w wysokiej rozdzielczości i nie wyczerpie baterii przed zakończeniem filmu?

Wydajność Atomu jest dobra, ale Intel nie zademonstrował jeszcze modelu o charakterystyce mocy porównywalnej z obecną generacją układów ARM.

W międzyczasie firma ARM niedawno zademonstrowała wersję swojego procesora Cortex A9 działającą z częstotliwością 2 GHz, udowadniając, że układy ARM mogą skalować się do obsługi aplikacji o wysokiej wydajności. A nadchodzący produkt ARM obiecuje zużywać jedną trzecią więcej energii niż obecne oferty.

Biorąc pod uwagę takie liczby, rozmowa Intela o uniwersalnej architekturze x86 może skończyć się głuchymi uszami - zwłaszcza, że ​​na rynku rozwiązań wbudowanych nie brakuje programistów ARM.

Niech frytki spadną, gdzie mogą

Ale głębokie kieszenie nie będą miały znaczenia, jeśli Intel nie będzie w stanie zapewnić rentowności swojej działalności związanej z Atomem w dłuższej perspektywie. Podczas gdy ARM zadomowił się na rynku rozwiązań wbudowanych od lat, Intel przyzwyczaił się do firm z wyższymi marżami. Intel może stwierdzić, że brakuje mu odwagi do nadchodzącej bitwy.

Według źródeł, każdy procesor Atom kosztuje około jednej dziesiątej ceny jednego z układów Intela Penryn do standardowych laptopów. Ponieważ ARM sprawia, że ​​jego chipy są coraz szybsze i bardziej wszechstronne, Intel będzie zmuszony podążać za Atomem. Ale im potężniejszy staje się Atom, tym bardziej sprzedaż Atomów będzie kanibalizować sprzedaż tradycyjnych chipów Intela o wyższej marży - co prowadzi niektórych analityków do zastanawiania się, czy jest to rzeczywiście rynek, na którym firma z modelem biznesowym Intela może odnieść sukces.

Ale to nie jest tak, że Intel ma wybór. Wzrost popularności netbooków, upadek komputerów stacjonarnych, ruch ekologicznych informatyków i eksplozja smartfonów wskazują na ogromną zmianę w dziedzinie komputerów. Firma Intel może przyjąć zmianę, ale nie może jej zatrzymać.

Jednak dla ARM i wielu jej partnerów świat przyszłości Intela musi wydawać się bardzo znajomym.