По какъв начин Intel ще остане актуален през следващите няколко години със своята х86 архитектура? Ще успее ли да бъде в крак с новите процесори Apple М1?
Забележка: това са си чисто мои разсъждения, базирани на направените от мен наблюдения на стъпките предприети от Intel и на тенденциите за развитието на тази индустрия. Предположенията се базират на видимите действия на Intel, като аз нямам какъвто и да било достъп до вътрешната информация на процесорния гигант.
Освен това, не ми се вярва Intel да има някакъв специален план на тази тема, към който да се придържа. Предполагам, че технологичният гигант паралелно работи върху няколко стратегии. Може да се каже, че тази статия е просто опит да се направи прогноза каква точно ще бъде дългосрочната стратегия на Intel.
Знам че мнозина навярно ще кажат „Чакайте малко, нали в момента Intel е на върха на процесорната индустрия. Той е безспорен лидер в центровете за обработка на данни, при лаптопите и десктоп компютрите. За какво му е да се променя?„.
Работата е в това, че в кралството на чиповете назрява преврат. Вече нищо не е така както преди. Лесно е да се реши, че Apple е някакъв минорен играч, понеже компанията владее едва 8,5% от пазара на персоналните компютри. Така или иначе на този пазар се търгуват около 270 милиона компютри годишно и Intel е безспорен лидер. По какъв вълшебен начин Apple M1 може да промени нещата?
Хората понякога забравят, че днес смартфоните и таблетите са изключително мощни. Съвременният iPad със сигурност ще бъде по-добър от редица персонални компютри от нисък клас. IPhone с ARM вече превъзхожда лаптопа на Apple, в които се използват чиповете на Intel, засега само при кодирането на видео. Постепенно се изтрива границата между тези мобилни устройства и персоналните компютри. Да напомним, че Apple всяка година продава над 280 милиона iPad, iPhone и Mac.
Тоест, силициевият пазарен обем на Apple е по-голям от този на персоналните компютри. Да си припомним, че М1 е подобрен вариант на чиповете на Apple за iPad и iPhone. От друга страна Intel не продава чипове за смартфони и таблети. Това означава, че процесорният гигант започва да губи голяма част от общия силициев пазар и в това кралство не всичко е толкова добре, колкото изглежда на пръв поглед.
Тъй като Intel не може да доставя чипове на важния и огромен пазар за таблети и смартфони, компанията е в твърде несигурна позиция. Нещата само се влошават: Apple показа на какво е способен нейният ARM чип за лаптопи. Nvidia, Qualcomm и други компании се подготвят да постъпят точно като Apple и да произвеждат свои собствени ARM чипове за настолни компютри. Amazon и Oracle вече започнаха да използват ARM чипове в своите центрове за данни. Amazon съвместно с ARM създаде своя чип Graviton2 (наскоро актуализиран до Graviton3). Ampere произвежда ARM чипове за Oracle.
Това е затишие преди бурята. Intel много добре знае, че трябва да се подготви за предстоящото или да остарее и да се изгуби.
Дилемата на новаторите
Какво би могъл да направи Intel? Да започне да произвежда свои собствени ARM чипове? Това е изключително рисковано, понеже вече е твърде късно.
Ако заложи всичко на ARM, процесорният гигант ще трябва сериозно да инвестира в една архитектура, която не контролира и при която конкурентите имат вече натрупано значително преимущество. От друга страна, ако Intel по някакъв начин преуспее при създаването на собствени ARM чипове, то по този начин ще убие своя печеливш x86 бизнес. И още, ако компанията създаде твърде слаб ARM чип, то той няма да е актуален в новия бързо развиващ се свят, в който ARM започна да доминира.
Какво всъщност може да направи Intel в подобна ситуация без изход?
Да заложи на RISC-V архитектурата
Идея за това, какво замисля Intel е опитът да закупи компанията SiFive. Процесорният гигант сложи цели $2 милиарда на масата за преговори, но това се оказа недостатъчно. Но играта все още не е приключила: Intel създаде и предложи нова платформа за разработването на RISC-V и направи големи инвестиции в SiFive.
Най-вероятно Intel ще сложи на масата за преговори още повече пари, при това в най-близко бъдеще. Но съм готов да се обзаложа, че процесорният гигант иска RISC-V архитектурата да се развие по-добре, преди да се реши да инвестира още повече. Но главният въпрос е, защо точно RISC-V? Не е ли по-лесно да си остане с x86 и да мине без ARM. И защо за Intel архитектурата RISC-V е по-привлекателна от ARM?
Всъщност, x86 са вече твърде остарели CISC чипове. На тях са им необходими тонове транзистори, за да превърнат своя CISC-подобен екстериор в нещо RISC-подобно отвътре. Този подход консумира твърде много енергия и транзистори. Всъщност, това няма особено голямо значение за големите и мощни чипове, където има заделени транзистори за прогнозиране на условните преходи, за промяна реда на изпълнение на инструкциите, големи кешове и т.н. Това донякъде погасява отрицателното влияние от остарелия комплект процесорни команди на x86 архитектурата. Ето защо Intel все още както преди е актуален при десктоп компютрите и при центровете за обработка на данни.
Това също така обяснява и защо Intel отсъства при вградените устройства и смартфоните. Когато правите миниатюрни и по-опростени чипове, излишъците на x86, от гледна точка броя на транзисторите, става все по-значителен баласт. Така например, x86 просто не може да се конкурира с RISC-чиповете (например с ARM) при вградените системи. Защо това е важно?
В началото на тази година Tomshardware съобщи, че пазарът на x86 процесорите възлиза на максимум 350 милиона бройки годишно. В същото време за една година се продават над 25 милиарда ARM процесори.
За да имаш някакъв шанс на този пазар е необходим чип, който може да предложи висока производителност на ват и да може добре да се мащабира. Intel може да премине към ARM, но не иска да създаде клонинг, който ще се изгуби сред конкуренцията. Залогът върху RISC-V е по-рисков, но и потенциалната печалба е много по-голяма!
Към днешен ден никой от наистина големите производители на чипове все още не използва RISC-V. Но има редица многообещаващи признаци, че RISC-V може да надмине ARM в производителността на един ват. Така например Micro Magic произвежда собствен RISC-V чип, който се очаква да предложи рекордна производителност на един ват, като консумира нищожните 69 миливата.
Ако се вгледаме по-внимателно в процесор с ядро Cortex-A5 ARM и го сравним с процесор с RISC-V Rocket с аналогични кеш и производителност, ще видим, че кристалът на RISC-V е двойно по-малък от този на ARM чипа. Разходите за един процесор растат заедно с площта на кристала на чипа на квадрат. Тоест, това означава, че при едни и същи бройки произведени процесори RISC-V чиповете ще бъдат четири пъти по-евтини в сравнение с ARM.
По какъв начин RISC-V постига това? 32-битовият ARM има около 500 процесорни команди, докато в същото време 64-битовият ARM вече има около 1000 процесорни команди. RISC процесорът с всички най-типични функции има едва 122 процесорни команди (RV32G). Защо са толкова малко? RISC-V по принцип се базира на разширения на инструкциите. Според спецификациите, минималният RISC-V процесор трябва да поддържа само 47 инструкции. По принцип, ако ви трябва процесор за по-опростена работа, не е задължително да използвате процесор с много инструкции. И още, RISC-V много по-лесно се настройва в сравнение с ARM чипа. За малките вградени компютърни устройства използването на миниатюрни процесори с малък брой инструкции е удобно, защото за производството на този чип са необходими много по-малко транзистори.
Това има значение и при производството на специализирано оборудване – например при хардуерните ускорители на машинното обучение. Esperanto Technologies създава големи чипове за машинно обучение, в които се използват многобройни RISC-V ядра. За да може на малка площ да се поберат много ядра, които трябва да работят паралелно, е необходимо те да имат по-опростена архитектура и по-малък брой транзистори. Това означава, че те трябва да имат и по-малко процесорни команди. Нито ARM, нито Intel x86 могат да осигурят подобно нещо.
Основата
RISC-V има редица важни преимущества, които ще дадат възможност на Intel да се конкурира на пазара на вградените системи, без това да създаде конфликти с х86. Докато е време, процесорният гигант може да натрупва навици и умения в работата с RISC-V. Това е необходимо, за да може когато дойде времето х86 вече да не може да сдържа ARM при десктоп и сървърните пазари, Intel да може да започне да предлага мощни RISC-V процесори.
Натрупването на тези умения и опит ще отнеме много време, навярно цяло десетилетие. Intel много добре знае, че редица компании не могат незабавно да преминат към ARM платформата, дори и ако тези чипове в крайна сметка станат по-евтини и по-бързи. Това е така, защото е необходимо немалко време за прехвърлянето на софтуера към новата процесорна архитектура. Това дава на Intel известна преднина.
Въпреки това, x86 вече по никакъв начин не може да се защити от ARM на хоризонта от порядъка на 5-10 години. Ето защо процесорният гигант би трябвало да има някакъв план да се справи с това. Готов съм да се обзаложа, че това ще бъде RISC-V, но това едва ли ще е окончателно. Необходимо е да се вземе важно стратегическо решение и процесорният гигант трябва да е уверен, че е направил правилният избор.
Да напомним, че Intel е една типична консервативна компания-гигант. Помните ли как големите автомобилни производители реагираха на Tesla? Техните инвестиции в електромобилите бяха нерешителни в продължение на много години. Има голяма вероятност инвестициите на Intel в RISC-V в началото да са незначителни, но след това значително да нараснат, след като на всички стане ясно, че друг изход освен RISC-V просто няма.
Опасностите
Разбира се, има сериозни опасности. Неизбежно се натрапва аналогията с Blackberry, Nokia, Windows Phone и Android. Сега Intel прилича на Nokia през периода, когато тя доминираше на пазара за мобилни телефони. Компанията не искаше да лицензира Android точно както Intel не иска да лицензира ARM. Nokia мислеше, че това ще подкопае нейните уникални преимущества.
По този начин бе направен съвсем необичайния избор към Windows Phone. Това решение бе катастрофа. Динамиката на Android бе прекалено голяма, а Windows Phone прекалено много закъсняваше на пазара. По подобен начин, ARM импулсът може да се окаже прекалено голям и преходът към RISC-V архитектурата да стане нещо като Windows Phone.
Но едва ли ще стане така. RISC-V сама по себе си притежава огромен импулс независимо от Intel и значително се различава от конкуренцията.
