Apple Silicon: конец эры Wintel
Прим. перев.: автор статьи — Жан-Луи Гассе, предприниматель, менеджер. В конце 1960-х – начале 1970-х руководил в Hewlett-Packard запуском проекта первого настольного научного компьютера. В 1981 году стал директором по европейским операциям в компании Apple Computer. В 1985 году, узнав о плане Стива Джобса выгнать из компании директора Джона Скалли, проинформировал об этом совет директоров, что в итоге привело к уходу самого Джобса.
После этого получил от Скалли бывшую должность Джобса, управление разработкой Macintosh. В конце 1980-х лично представлял несколько новых продуктов со сцены, включая Macintosh Portable и Macintosh IIfx.
Задавил идею лицензировать Mac OS для использования другими компаниями. В середине 80-х занялся побочным проектом, который в итоге вылился в создание Newton MessagePad.
В 1988 году стал главой отдела разработки передовых продуктов и всемирного маркетинга, и ходили слухи, что он может занять место главы компании. В 1989 году задавил проект Drama, в рамках которого планировалось продавать недорогие версии компьютеров Macintosh, под предлогом того, что покупатели всегда будут готовы платить деньги за отличное качество компьютеров.
Пользовался поддержкой сотрудников компании, но в 1990-х был вытеснен из неё Скалли и членами совета директоров, недовольными его работой.
В 90-х годах организовал компанию Be Inc., целью которой было создание нового компьютера с нуля (переманив за собой несколько сотрудников Apple). В компании разработали новую ОС, BeOS, написанную специально для собственной двухпроцессорной машины компании, BeBox. Позднее ОС портировали на другие системы, и компания прекратила выпуск собственного железа, сконцентрировавшись на программировании.
Уйдя из компании Be Inc в 2002 году, работал в различных технологических компаниях, в т.ч. в роли консультанта. С 2009 года ведёт техноблог на сайте Monday Note.
Мы стоим на пороге новой, захватывающей и неприятной трансформации. Apple Silicon не только будет делать более качественные компьютеры Mac – она заставит Microsoft отладить работу Windows на ARM, подтянув и железо, и программную часть. А это заставит OEM-производителей из мира ПК пересмотреть свою приверженность к х86. Всё это серьёзно повлияет на старое партнёрство Wintel.
Нужно ли Intel волноваться по поводу решения Apple производить будущие Маки на базе собственной системы на кристалле (SoC) от Apple Silicon? По оценкам Dataquest и IDC, у Apple есть не более 7% рынка ПК. Более того, Apple не покупает дорогущие чипы Xeon, используемые в миллионах облачных серверов – а их доля в прибыли Intel постоянно растёт. Кроме того, эта Apple – сплошная головная боль. Она выдвигает требования и жалобы совершенно непропорционально той прибыли, что от неё получаешь. Потеря Apple будет, по сути, символической.
Или нет? Последствия этого для Intel – и всей индустрии – будут ощущаться не только в рамках мелкой доли Apple на рынке ПК.
Apple не просто устанавливает на материнские платы Маков с гордостью взращённый собственный процессор вместо интеловского. Переход на Apple Silicon – это затратное предприятие, затрагивающее разработку железа и софта, связи между разработчиками, маркетинг… Если бы переход на Apple Silicon был простой заменой процессора, то миллиарды долларов сгорели бы зря.
Нет. Apple считает свою SoC лишь средством для улучшения Маков. Естественно, улучшение – это слишком расплывчатое понятие, требующее доказательств.
Начнём с рассеивания энергии. Мой MacBook Pro греется… да просто раскаляется. Apple не указывает конкретный чип, но, судя по всему, использует вот этот процессор Intel iCore 7, с требованиями по теплоотводу (TDP) в 28 Вт – это что-то вроде «энергетического бюджета».
Сравним это с последними iPad Pro, в которых стоит процессор A12Z от Apple.
По тестам от Geekbench, производительность A12Z не уступает моему MacBook Pro. Apple не раскрывает TDP для A12Z, но мы можем положиться на непрямые свидетельства – выходную мощность сетевого адаптера iPad Pro, равную 18 Вт. Это даёт представление о том, чего можно ожидать от Apple Silicon в будущих Маках: значительно меньшие TDP без потери процессорной мощности.
Теперь энергоэффективность. Если учесть то, что демонстрируют сегодняшние A12Z, можно представить, как завтрашние Маки от Apple Silicon будут демонстрировать энергоэффективность, превышающую таковое у соответствующих х86 ПК не более чем на 25%. Это, конечно, всё теоретически, общие предположения по поводу Маков от Apple Silicon – но это должны будут быть более быстрые и стройные ноутбуки, работающие до 10 часов от одного заряда. Если нет, то зачем вообще тратить миллиарды зря?
Затем идёт вопрос программ – Apple из кожи вон лезла, чтобы продемонстрировать на выставке WWDC, прошедшей в июне, нативные версии больших стандартных пакетов (Microsoft Office, Adobe Photoshop…) и эмулятор Rosetta 2. Конкретнее, Apple сразу же выпустила большое количество DTK (переходных наборов для разработчиков), чтобы помочь сторонним разработчикам портировать их приложения. Первое впечатление от набора, благодаря которому прототип Apple Silicon Mac работает на процессоре A12Z внутри мини-бокса, многообещающее. Железо работает быстро, программные инструменты выглядят более зрело, чем можно было ожидать на этом этапе разработки.
Когда через несколько месяцев выйдут первые Apple Silicon Mac, мы будем знать больше. Но, судя по всему, переход на новое железо и программы тщательно спланирован и выполняется.
Так как же это повлияет на Intel и всю индустрию?
В 2012 году Microsoft начала отходить от х86 процессоров Intel, выпустив первый компьютер Surface, работающий на ARM SoC. Получилось не очень. Однако Microsoft упорствовала, и в конце прошлого года выпустила Surface Pro X на основе другой SoC на основе ARM, а также запустила Windows на ARM. Это был шаг вперёд, но многие критики не были удовлетворены. Вспомним лишь одну проблему – главные приложения от Microsoft не работали там в нативном режиме. Положение стало ещё неудобнее, когда на WWDC показали Office, работающий на Apple Silicon.
У Microsoft остаётся выбор: либо забыть про Windows на ARM и отдать современные ПК на откуп Apple, либо мобилизоваться, решить проблемы совместимости, и предложить альтернативу новым Макам на базе ARM. Но, конечно же, на самом деле у Microsoft не остаётся выбора. Microsoft ринется вперёд, что отразится на остальной индустрии Windows ПК.
Конкретно, что будут делать Dell, HP, Asus и все остальные, если Apple предложит значительно лучшие ноутбуки и настольные компьютеры, а Microsoft продолжит улучшать Windows на устройствах ARM Surface? Чтобы конкурировать, производителям ПК придётся подчиниться и тоже пойти по дороге ARM, поскольку действия Apple и Microsoft покажут, что архитектура х86 на самом деле устарела.
Это случится не сразу, появится интересная мешанина из машин x86 и ARM SoC, борющихся за долю рынка. Крупным организациям нужна последовательность, они будут упираться пред необходимостью обслуживать два вида машин и приложений под Windows. Они, как обычно, преуменьшат преимущества Apple и будут ругать Microsoft за причинённые проблемы. Но если новые машины будут реально лучше, непослушные члены этих организаций протащат новые устройства и программы, как всегда и было.
И вот мы подошли к реакции Intel. Не к тому, что они скажут, когда проблемы реально начнутся – а это, возможно, произойдёт уже скоро.
Директора Intel знают, что упустили революцию Smartphone 2.0 из-за культурной слепоты. Они не могли расстаться с большими прибылями, которые приносит им дойная корова х86, и не могли понять, что меньшую прибыль можно компенсировать невероятным увеличением продаж. Теперь перед Intel встаёт более серьёзная проблема: х86 даёт большую прибыль не из-за чипа, а из-за дуополии Intel/Windows, что означает, что при прочих равных, чипы, на которых не работает Windows, не дают столько прибыли, сколько х86. И теперь этот союз и это преимущество могут исчезнуть. Intel столкнётся с SoC на основе ARM, на которых работают Windows, выпускаемыми в тех же объёмах, что и ПК сегодня, и притом дешевле.
У Intel остаётся один выход: если не можешь победить, присоединяйся. Intel вернёт себе лицензию ARM (она продала свой бизнес XScale на основе ARM компании Marvell в 2006) и выпустит конкурентную ARM SoC для производителей ПК. Прибыли пострадают, поскольку эта область забита серьёзными конкурентами вроде Qualcomm и Nvidia, к которым наверняка присоединится их главный враг AMD и остальные, и всё это откроет новую эру ПК.
Я избегаю рассуждений о прибыльных серверных чипах от Intel, и о том, повлияет ли на них появление более энергоэффективных чипов ARM – таких, как AWS Graviton. У меня не хватает знаний по поводу жадных до электричества чудовищ линейки Xeon, на которых работает огромное количество облачных серверов, чтобы сформировать мнение по этому вопросу.
На сегодня и такой темы, как конец эры Wintel, уже будет достаточно.
Источник
Колонка редактора: будет ли Apple Silicon лучше чипов Intel?
Apple объявила о замене процессоров Intel своими собственными Apple Silicon на протяжении двух ближайших лет. Наверное, эта новость стала главной сенсацией виртуальной конференции WWDC 2020. Срок выставлен весьма амбициозный, тем более что разработчикам придется адаптировать свои программные продукты, пусть даже Apple облегчила им задачу с проектами Universal и Rosetta. Но что все это значит для Intel? И какие последствия мы получим на рынке ПК?
Начнем с причин, которые побудили Apple пойти на такой шаг. Переход с PowerPC на Intel в 2005 году был мотивирован довольно просто: процессоры PowerPC перестали быть перспективными для Apple. Тогда Apple была последним крупным покупателем данных CPU, да и сейчас видно, что Apple сделала подобный шаг на пике прогресса PowerPC.
Злые языки говорят о том, что теперь перспектив нет уже у Intel. В 2005 году у «маленькой» Apple были совсем не те (финансовые) возможности по сравнению с «большой и толстой» Apple в 2020 году. Интересно, что Apple купила компанию P.A. Semi еще в апреле 2008, которая как раз занималась разработкой экономичных вариантов процессоров G5 PowerPC. Они как раз послужили основой чипа A4 в iPhone 4, первой SoC собственной разработки Apple.
Еще в 2008 году Джони Сруджи возглавил разработку собственных SoC Apple, и сейчас как раз Сруджи поведал публике о процессорах Apple Silicon в будущих Mac. Путь, который чипы A Series прошли в iPhone и iPad, теперь должен быть пройден и на Mac. Конечно, вряд ли такой шаг стал бы возможен без полной вертикальной интеграции аппаратного и программного обеспечения. Все производится/разрабатывается одним источником, поэтому можно адаптировать сразу всю экосистему. Сама Apple говорит о полной линейке новых чипов, которые компания будет выпускать. Частично такой подход знаком нам по A-Series SoC, которые Apple немного по-разному компонует для iPhone и iPad.
Интересно, что на пленарном докладе Apple не стала раскрывать архитектуру или конкретные чипы. Даже слово «ARM» так и не прозвучало. И тому есть причина: Apple использует ARM IP (Intellectual Property — интеллектуальную собственность), но адаптирует ее под свои нужды. Вероятно, будет использоваться архитектура ARM следующего поколения ARMv9, нынешние чипы являются производными архитектуры ARMv8. Подобное замалчивание ARM оправдать можно. Только SoC на ядрах Cortex реализуют концепцию ARM почти полностью. Но многие производители, в том числе Ampere с процессорами Altra для дата-центров, Amazon со своими Graviton 2 и Nuvia адаптируют ARM IP под свои нужды, поэтому нет повода называть процессор ARM.
Цели Apple
В ближайшие два с половиной года Apple планирует заменить все процессоры Intel в своих продуктах на собственные Apple Silicon. У SoC в iPhone, iPad, AppleTV, HomePod и специальных чипов Apple Watch или AirPods имеются определенные ограничения, касающиеся энергопотребления и охлаждения. До сих пор Apple удавалось выжимать из SoC максимум производительности в заданном бюджете энергопотребления, что видно по результатам многочисленных тестов.
В случае Mac у Apple буквально развязаны руки по энергопотреблению и охлаждению, что позволяет выжать из чипов намного больше. Конечно, вряд ли новые процессоры станут «прожорливыми», но пространства для маневра просто больше.
По соотношению производительности и энергопотребления Apple ориентируется на современные настольные системы, но энергопотребление вряд ли будет выше процессоров современных ноутбуков — возможно даже ниже. Здесь все зависит от того, как Apple будет использовать ту или иную модель в линейке. Процессор в тонком и легком MacBook будет вести себя совершенно иначе, чем чип в iMac, не говоря уже о Mac Pro.
Сегодня ведутся горячие споры по поводу того, достигнет ли Apple успеха со своими чипами. В случае A-Series SoC политику компании можно считать успешной. На WWDC Apple показывала, что у компании все готово. Все демонстрации macOS Big Sur и других программ запускались на платформе Apple Silicon для разработчиков. Она использует A12Z Bionic, знакомый нам по iPad Pro. Чип A12Z Bionic содержит восемь ядер, из которых четыре входят в высокопроизводительный кластер (64-битные ARMv8.3-A), а оставшиеся четыре — в эффективный. В случае iPad Pro к ядрам CPU добавляются еще восемь ядер GPU. Что касается памяти, Apple для iPad использует 6 GB LPDDR4X. На показанной платформе для разработчиков было установлено 16 Гбайт. Во время презентации Apple несколько раз подчеркивала, насколько плавно работают приложения. Программа Final Cut Pro X без проблем справилась с тремя потоками 4K. По всей видимости, у платформы для разработчиков весьма хорошее охлаждение. И A12Z потреблял значительно больше мощности, чем в планшете iPad.
Поколение A13 в нынешних iPhone должно быть еще чуть быстрее, да и грядущие чипы A14 обещают дальнейшее увеличение производительности. Поэтому «настольная линейка» чипов будет строиться на проверенной временем основе, которая и дальше будет расширяться.
Если взглянуть на результаты производительности процессоров ARM для дата-центров, то у 80-ядерного Ampere Altra с TDP 250 Вт мы получаем 3,125 Вт/ядро. Процессор AMD EPYC 7742 с 64 ядрами потребляет 3,52 Вт/ядро, а Xeon Platinum 8280 — 7,3 Вт/ядро. Решения для рабочих станций довольно похожи на серверные CPU, поэтому Mac Pro на Apple Silicon тоже выглядит весьма реалистичным.
С настольными процессорами провести подобное сравнение сложнее, поскольку здесь опыта с дизайнами ARM нет. Но потенциал имеется. Apple воспользуется своим преимуществом по интеграции программного и аппаратного обеспечения, что позволяет проецировать результаты производительности iPhone и iPad на компьютеры.
Apple опирается на гибридный дизайн
Одно понятно: Apple для Apple Silicon будет использовать гибридный дизайн. Поэтому чипы будут содержать, как минимум, два разных кластера CPU. Apple называет такой подход Asymmetric Multiprocessing (AMP). В отличие от традиционных систем SMP (Symmetric Multiprocessing), которые используют любое количество идентичных ядер, системы Apple опираются на разные ядра.
Собственные чипы Apple по принципу AMP в Mac будут содержать производительные ядра (P-cores) и эффективные ядра (E-Cores). Хотя ядра E-Cores и оптимизированы под максимальную эффективность, они все равно обеспечат приличную вычислительную производительность.
Сравнение с Intel Lakefield
Intel тоже недавно представила подобный процессор, который предназначен для легких и компактных ноутбуков. Речь и идет о чипах Lakefield, которые содержат производительное ядро (Sunny Cove) и четыре эффективных ядра (Tremont). Для настольных ПК первыми гибридными чипами станут Alder Lake-S от Intel. Что касается мобильных чипов, то концепция BIG.little хорошо зарекомендовала себя, на Apple Silicon мы увидим подобную настольную реализацию.
Один из интересных моментов процессоров Lakefield связан с работой под Windows 10. Intel использует дизайн 1+4, который не является симметричным. Производительное ядро должно получать соответствующие потоки от операционной системы, а в концепции BIG.little всегда имеется, по меньше мере, пара производительных или эффективных ядер.
Схожие проблемы наблюдаются с Developer Transition Kit (DTK) и A12Z Bionic, который используется в комплекте для разработчиков. Похожий дизайн наверняка будет использоваться в первых чипах, хотя рано или поздно мы получим процессоры с более чем четырьмя высокопроизводительными ядрами. И скорее раньше, чем позже, если вообще не с самого начала. В любом случае, парадигма должна хорошо масштабироваться, и Asymmetric Multiprocessing дает достаточно пространства для маневра. Вполне можно будет увидеть процессор Apple в Mac Pro с десятками ядер.
GPU и I/O процессора Apple Silicon
A-Series SoC используют интегрированный GPU, полностью разработанный Apple. Пока не совсем понятно, в какой степени он базируется на дизайне Imagination PowerVR. Демонстрации на WWDC показывают, что и с играми проблем не будет, хотя Mac здесь вряд ли догонит ПК.
Для MacBook производительности встроенной графики наверняка будет достаточно. Но в случае моделей Pro ситуация иная, даже сегодня здесь используются дискретные GPU. Но у процессоров Apple Silicon наверняка будет интерфейс PCI Express, через который можно подключать дискретную видеокарту/GPU. Apple уже использует соответствующие интерфейсы и драйверы.
На WWDC Apple показала различные функции A-Series SoC, которые можно назвать полезными для настольных систем. Среди них — выделенный движок Neural Engine, на котором работают приложения/сервисы машинного обучения в фоне. С его помощью Apple ускоряет различные приложения на iPhone и iPad, поэтому то же самое можно ожидать и от Apple Silicon.
Конечно, у Apple есть весьма немалый набранный опыт по A-Series SoC. Но есть и сферы, где придется начинать с нуля, и где придется стартовать с эталонных спецификаций Intel. Одна из таких сфер — интерфейс Thunderbolt, который ранее не использовался в iPhone и iPad. И у той же системы Developer Transition Kit интерфейса Thunderbolt нет.
Интеграция USB и других интерфейсов, подобных WLAN и Ethernet, вряд ли станет проблемой для Apple, поскольку все это есть на мобильных устройствах.
Процессор A12Z Bionic (и ранние модели) уже поддерживают LPDDR4X, так что соответствующий контроллер памяти имеется. Для настольных чипов наверняка будет использоваться память DDR4. Производительность интегрированной графики в определенной степени зависит от скоростной памяти. Возможно, для наиболее производительных iGPU будет реализована концепция Unified Memory.
Пожелаем успеха
Apple за последние годы усиленно готовила свою экосистему к грядущему переходу. За производство чипов отвечает TSMC, и в будущем Apple наверняка останется одним из крупнейших клиентов тайваньского производителя. Теперь у Apple достаточно компетенции, чтобы разрабатывать собственные процессоры, да и все необходимые лицензии и патенты имеются.
Теперь необходимо все прилаживать друг к другу. Начиная с собственных операционных систем и программ (базой станет macOS Big Sur) и заканчивая внешними разработчиками приложений. Будь то гиганты Microsoft и Adobe или множество мелких разработчиков, благодаря которым App Store значительно вырос за последние годы. Конечно, Mac App Store по количеству приложений заметно уступает, но в будущем все должно измениться. В том числе и по причине того, что приложения iPhone и iPad будут работать на настольных чипах Apple в родном режиме.
Первые Mac с процессорами Apple Silicon должны появиться на рынке в конце 2020 года. Ближе к дате выхода мы узнаем, как будет выглядеть линейка процессоров Apple. Intel, конечно, почувствует перемены. Все же Apple является одним из самых крупных покупателей настольных процессоров Intel. Процессоры Xeon для iMac Pro и Mac Pro, с другой стороны, вряд ли составляют для Intel существенную долю. Но вполне вероятны и другие возможные последствия. Кроме того, Intel сама переходит на асимметричный дизайн во многих областях.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).
Источник
