Процессоры ARM в Mac — быть или не быть?


В течение последних недель в Сети то и дело стали появляться различные слухи и комментарии, касающиеся возможного перевода ноутбуков Apple на новые процессоры с архитектурой ARM. Несмотря на то, что осуществление такого шага в ближайшем будущем может показаться чем-то сродни фантастике, объективные предпосылки для этого, тем не менее, существуют.

Apple и ARM: яблоня и яблоко

Apple и ARM связывают давние отношения. Достаточно сказать, что Apple наряду с Acorn и VLSI являлась сооснователем ARM, а первым ее устройством, использующим ARM-процессоры, стал КПК (или планшет — по нынешней классификации) Newton MessagePad, выпущенный в 1993 году.

Процессор Digital StrongARM в КПК Newton MessagePad 2000
В Apple Newton MessagePad 2000 использовался ARM-процессор StrongARM производства тогда еще независимой компании Digital

После прекращения выпуска Newton в 1998 году Apple, испытывавшая большие финансовые проблемы, продала свою долю в ARM, однако спустя всего три года у компании появился новый продукт, использующий ARM-процессоры, — плеер iPod. В первой модели iPod использовался процессор PP5002, разработанный компанией PortalPlayer, в других моделях использовались ARM-процессоры и других производителей — например, Samsung. Процессор Samsung был использован и в первых iOS-устройствах — iPhone и iPod touch.

В 2008 году ARM сообщила о том, что Apple входит в список из более чем пятисот компаний, лицензировавших ее процессорную архитектуру. Нынешние процессоры A4 и A5 также производятся на мощностях Samsung, однако, в отличие от предшественников, они являются собственными разработками Apple, созданными бывшими сотрудниками компаний P.A.Semi и Intrinsity.

Летом прошлого года по Сети прокатилась волна слухов о том, что Apple может и вовсе поглотить ARM. Apple, обладающая астрономической суммой свободных средств и практически безграничным доверием инвесторов, вполне могла бы себе позволить расстаться с немалой суммой и в краткосрочной перспективе поставить таким образом конкурентов, которые также все как один используют архитектуру ARM, в незавидное положение. Несмотря на это, такой шаг имел бы ряд отрицательных моментов — например, вопросы со стороны антимонопольного ведомства. Кроме того, появление на горизонте такого «жирного» покупателя моментально привело к существенному подорожанию акций ARM, что сделало ее менее привлекательным объектом для инвестиций. По мнению руководства ARM, ее равноудаленность от всех ключевых клиентов является залогом успешного развития архитектуры, и поглощение компании могло бы нарушить устоявшийся баланс.

ARM в Mac: все может быть

Операционные системы Apple — Mac OS X и iOS — используют очень большую часть общего кода, и нередко решения, опробованные на одной платформе, со временем переносятся на другую, как это было, например, с QuickTime X. Использование общей архитектуры позволило бы Apple еще больше унифицировать код Mac OS X и iOS и высвободить дополнительные ресурсы, дефицит которых уже неоднократно приводил к переносу сроков выпуска новых версий операционных систем компании.

В течение последних лет Apple приобрела двух разработчиков процессоров — компании P.A.Semi и Intrinsity. Первое приобретение принесло видимые плоды не сразу. P.A.Semi специализировалась на разработке процессоров архитектуры Power (PWRficient), в то время как Apple распрощалась с этой архитектурой за два года до этого. Кроме того, после присоединения к Apple ее штат покинула группа инженеров, тогда как Стив Джобс называл главной ценностью P.A.Semi именно команду разработчиков. Тем не менее вместе с P.A.Semi Apple приобрела интеллектуальную собственность и опыт разработки энергоэффективных процессоров — именно высокая экономичность PWRficient сделали их чрезвычайно успешными, в том числе и у военных.

С компанией Intrinsity все сложилось еще лучше: после приобретения Apple ее ARM-процессор был переименован в A4 и использован в iPad, iPhone 4, iPod touch 4G и Apple TV 2. Новое полупроводниковое подразделение Apple, в которое вошли P.A.Semi и Intrinsity, уже самостоятельно разработало двухъядерный процессор A5, который используется в iPad 2.

Процессор Apple A5

В который раз хочется отметить подчеркнутое желание Apple при выборе стратегии развития своих продуктов обеспечить максимально возможный отказ от чужих закрытых технологий. При выборе поставщиков Apple в первую очередь отдает предпочтение собственным разработкам, во вторую — открытым технологиям, в третью — компонентам, выпускаемым по крайней мере несколькими крупными игроками. Компания неоднократно обжигалась при работе с «безальтернативными» поставщиками — например, при использовании процессоров PowerPC G5, мобильную версию которых IBM так и не смогла толком выпустить, или при комплектации своей операционной системы проигрывателем Flash, нестабильность работы которого неоднократно подвергалась критике со стороны Apple, однако устранялась с большим скрипом. Эти примеры демонстрируют, что стремление собственноручно обеспечить разработку ключевых компонентов и диверсифицировать каналы поставок остальных комплектующих и технологий выглядит более чем резонным. Создание собственного полупроводникового производства вряд ли входит в планы Apple на ближайшее будущее, однако, имея собственный дизайн процессора, компания сможет рассчитывать на работу одновременно с несколькими чипмейкерами. В настоящее время процессоры A4 и A5 для iOS-устройств выпускаются на мощностях Samsung, однако в Сети неоднократно появлялись сообщения о том, что Apple ведет переговоры и с другими компаниями — TSMC и GlobalFoundries.

Еще одним преимуществом использования процессоров собственной разработки станет возможность наделения их функциональностью, максимально использующей возможности ПО и других неаппаратных технологий. Первый опыт создания собственного ARM-процессора у Apple отнюдь не вышел «блином комом»: A5 как минимум не уступает в производительности платформе NVIDIA Tegra 2, используемой в других планшетах — конкурентах iPad.

Тем не менее все приведенные выше доводы иллюстрируют преимущества перехода на ARM для Apple как компании и для iOS-устройств, но не для самих Mac. Для того чтобы осуществить такой переход, Apple придется приложить существенные усилия и, возможно, пойти на определенные компромиссы. В настоящее время выпускаемые серийно процессоры ARM не могут тягаться с x86 в производительности. Кроме того, компьютеры Mac процессорами ARM потеряют совместимость с Intel-версиями стороннего ПО и не смогут работать под управлением Windows x86, а последняя возможность является одной из главных движущих сил продвижения Mac в корпоративном сегменте.

Таким образом, все положительные момента от возможного перевода Mac на новые процессоры являются для компании «внутренними», в то время как отрицательные — такие как потерю бинарной совместимости, снижение производительности — почувствуют на себе пользователи. Для того, чтобы переход на ARM состоялся, его видимая часть должна быть безболезненной для пользователя. Например, при переходе с PowerPC на Intel компьютеры Mac стали ощутимо быстрее, а выполнение старого кода по-прежнему было возможно благодаря транслятору Rosetta. В настоящее время в паре x86/ARM, в отличие от истории с PowerPC, нет ни предпосылок, ни условий для перехода на другую архитектуру, однако это не говорит о том, что в будущем они не появятся.

ARM уже тесно в «мобильном мире»

Осенью прошлого года ARM представила новую процессорную архитектуру Cortex-A15, известную также под кодовым обозначением Eagle. Компания нацеливает новую архитектуру на рынок планшетов и нетбуков (смартбуков), однако ее особенности позволяют сделать выводы о том, что планы ее создателей простираются далее мобильных устройств, на вотчину Intel и AMD — персональные компьютеры, рабочие станции и серверы.

64-разрядные процессоры архитектуры Cortex-A15 могут содержать до 16 ядер, работать на частоте до 2,5 ГГц и производиться по техпроцессам 32 нм, 28 нм и менее. Они будут поддерживать внеочередное выполнение инструкций, технологии виртуализации, операции с числами с плавающей запятой с двойной точностью, механизм коррекции ошибок кэш-памяти первого и второго уровня. Более того, в архитектуре Cortex-A15 присутствует возможность работы в многопроцессорных конфигурациях, что является достаточно красноречивым свидетельством планов ARM по проникновению на рынок многопроцессорных серверов.

Блок-схема Cortex-A15

Впрочем, в ARM ожидают появление готовых систем на процессорах архитектуры Cortex-A15 лишь в конце следующего года, а к тому времени процессоры Intel будут производиться по технологии с допуском 22 нм, да и у AMD, вероятно, найдется что противопоставить дерзкому новичку.

Еще одним примером движения архитектуры ARM в сектор «традиционных компьютеров» является Project Denver, представленный NVIDIA на январской выставке CES 2011. В противовес технологиям Intel Sandy Bridge и AMD Fusion, в NVIDIA также задумали выпустить высокопроизводительное решение для серверов и настольных ПК, объединяющее процессор и GPU на одном чипе. Главным отличием Project Denver от продуктов конкурентов является использование архитектуры ARM вместо x86.

Поставки ARM и x86
Во время презентации Project Denver сотрудники NVIDIA продемонстрировали, насколько перспективнее выглядит рынок процессоров ARM по сравнению с x86

Неизбежность распространения архитектуры ARM в областях, где ранее безраздельно властвовали процессоры x86, признали и в Microsoft, предусмотрев возможность работы будущих версий Windows не только на процессорах x86, но и на ARM.

Intel готовится к переменам

В Intel понимают, что времена безраздельного господства на рынке ПК заканчиваются (не говоря уже о том, что и сам рынок ПК в последнее время чувствует себя не очень хорошо), и это двигает компанию к поиску новых моделей работы. В начале мая в Сети появились слухи в заинтересованности Intel в производстве процессоров Apple A5, а несколько дней назад ее финансовый директор Стейси Смит (Stacy Smith) сообщил, что компания готова к выпуску заказных (custom) процессоров.

«Если к нам придет Apple или Sony и изъявит желание получить продукт, совмещающий в себе ядро IA (Intel architecture) и их собственные компоненты, я соглашусь, не моргнув глазом, — сказал господин Смит, вероятно, зазывая завидных заказчиков. — Это был бы фантастический бизнес для нас». Более того, топ-менеджер Intel не исключил возможности выпуска процессоров на «чужом» ядре, хотя и признал, что такое решение потребует проведения дискуссий и глубокого анализа, ведь в этом случае компании придется довольствоваться лишь производственной прибылью.

Ранее Intel и сама выпускала серию мобильных процессоров XScale, основанных на архитектуре ARM, однако она была убыточна для компании, что привело к ее продаже компании Marvell в 2006 году. Место XScale в предложении Intel заняли x86-процессоры Atom, однако их прожорливость сделала их конкурентами «взрослых» процессоров Intel в низкоуровневом сегменте нетбуков/ноутбуков/неттопов, а не процессоров ARM в мобильных устройствах.

Маркетинговый директор Intel Том Килрой (Tom Kilroy) опровергает возможность перевода ноутбуков Mac на процессоры ARM. «Мы тесно связаны с Apple. Наши лучшие разработчики работают совместно с их лучшими разработчиками. Мы чувствуем себя достаточно комфортно в таком продолжающемся сотрудничестве», — сказал господин Килрой.

Пожалуй, здесь следует вспомнить и о том, что процессоры Intel в последние годы уже теряли свое место в продуктах Apple, уступая место архитектуре ARM. Наиболее наглядным примером стал перевод телевизионной приставки Apple TV с платформы Intel/Mac OS X на ARM/iOS.

Процессор Intel в Apple TV 2

Процессор A4 в Apple TV 2
Процессор Intel Pentium M с частотой 1 ГГц в Apple TV уступил место собственному процессору Apple — A4

Менее очевидное поражение Intel — отсутствие процессоров Atom в каких бы то ни было продуктах Apple, хотя такую возможность в Купертино рассматривали, о чем может свидетельствовать поддержка этих процессоров, существовавшая в некоторых версиях Mac OS X Leopard.

MacBook или iPadBook?

И все же перевод ноутбуков Mac на процессоры ARM выглядит маловероятным. Очевидно, что ни сейчас, ни в ближайшем будущем процессоры ARM не смогут занять место процессоров Intel в Mac Pro и iMac, а значит, сосуществование двух платформ для одной операционной системы неизбежно приведет к фрагментации, а подчеркнуто негативное отношение Apple к фрагментации платформы давно известно. Использование модели Universal Binary (создание приложений, содержащих код для обеих архитектур) было вполне оправданным при переходе PowerPC/Intel и лишь в качестве временной меры, тогда как применение такого приема на постоянной основе потребует от разработчиков дополнительных усилий, что в конечном итоге лишь усилит фрагментацию.

Вполне возможно, что слухи доносят достоверную информацию, и в Apple действительно экспериментируют, тестируя прототипы ноутбуков с процессором A5. Может быть, они действительно выполнены в корпусе MacBook Air, подобно тому, как первые Intel Mac, розданные разработчикам, были выполнены в корпусе от PowerMac G5. Однако наиболее вероятным видится использование в этих прототипах операционной системы iOS, продемонстрировавшей за несколько лет своего существования возможность создания новых популярных продуктов без оглядки на «парк приложений, наработанных за прошлые годы». Появление iOS-ноутбука может выглядеть вполне оправданным: обладая лучшей автономностью и более низкой ценой, такое устройство вполне может понравиться мобильным пользователям, заинтересованным не только в выполнении обычных задач (интернет, медиа, документы, казуальные игры), но и периодическом наборе текста.

Ответы — в будущем

Apple, как и положено компании, заботящейся не только о настоящем, но и будущем своих продуктов, предусмотрительно рассматривает несколько вариантов развития событий. Так, Mac OS X для x86 просуществовала «в подполье» много лет, и ее звездный час настал, а компьютеры Mac с процессорами Intel Atom, по-видимому, так и остались на этапе экспериментальных прототипов. В настоящее время позиции Apple позволяют компании обеспечить беспрецедентную гибкость: параллельная работа с двумя основными процессорными архитектурами дает компании возможность оперативно отреагировать на любые изменения на рынке, выбирая для своих продуктов наиболее производительные и перспективные технологии. Если же Apple сможет создать собственные процессоры на архитектуре ARM, которые смогут соперничать в производительности с чипами Intel, то их появление в Mac, по-видимому, будет неизбежным.




Дополнительно

ВИКТОРИНА TT

Материнские платы какого форм-фактора можно устанавливать в корпус Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition?

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.