Насколько реален переход компьютеров на ARM?

Сразу уточню, что на кону такие большие деньги, что инсайдов быть не может, истинные мотивы компаний настолько секретны, что некоторые государства не так сильно свои тайны хранят, как те компании о которых будет сейчас речь и если кто-то вам говорит, что что-то знает — скорее всего либо наслушался бредней, либо сам бредет. Данная статья относится ко второму типу.

С чего всё началось?

И так — начнём вообще с Apple. У них есть своя ОС, которую они писали и улучшали больше десяти лет и в прошлом году они начали обкатывать возможность перехода этой операционной системы на десктопный вариант работы, выпустив IPad Pro к которому можно подключить клавиатуру и прочую периферию и использовать как ноутбук. Пока нет софта — обрезано как ноутбук.

В общем — Apple в своё время плевались в microsoft, мол — франкенштейн недоделка, а в итоге решили сделать и своё такое же.

Видимо обкат концепции с планшетом прошёл успешно, так что Apple решили масштабировать свою ОС до полноценной десктопной.

Это даст и унификацию, то есть планшеты будут с нормальным рабочим софтом. И это увеличит долю прибыли и стимулирует развитие технологий внутри самой компании. То есть раньше Apple платили intel и часть этих денег intel тратили на новые технологии. Теперь Apple эти деньги будет тратить на то, чтобы развивать свои собственные технологии.

Решение перспективное, и, скорее всего довольно взвешенное, так как, опять же, был выпущен и уже давно продаётся коммерческий продукт с новым вектором идеологии.

Сложно сказать, возможно ли сейчас масштабировать быстро процессоры на основе кортекс ядер на высокие частоты и энергопотребления, но так как Apple, в отличие от большинства других производителей, используется не кортекс, а ядра собственной разработки, то скорее всего они уже решили вопросы с работой их в непривычных для мобильных систем режимах, когда производительность важнее энергоэффективности.

Почему ARM может быть более выгоден?

ARM архитектура более простая чем x86 и львиная доля оптимизаций вычислений происходит не на этапе выполнения кода, а на этапе компилирования кода. Это делает более важным автоматическую оптимизацию кода при компилировании, но зато менее важным — оптимизацию выполнения, для которой уходит много транзисторного бюджета на x86 процессорах. Иными словами — имея тот же транзисторный потенциал на ARM можно выделить больше ресурсов на исполнение команд, и меньше на обвязку, то есть — при равных техпроцессах и лимите энергопотребления на ARM можно получить теоретическую производительность выше, чем на x86. Естественно практика с теорией не всегда совпадает.

И второй камень преткновения, кроме оптимизации выполнения реальных задач, является то, что большая часть ARM процессоров никогда не заставляли работать на высоких энергопотреблениях и будет ли хоть отдалённо линейно с потреблением энергии расти и производительность — сейчас не ясно. То есть в текущий момент ARM выгоден в нише энергоэффективных систем, и не факт, что он выгоден в нише не энергоэффективных систем.

И это, естественно, вопрос доработки и отработки будущих решений. То есть если резко возрастает энергопотребление и напряжения при попытки увеличения частот — значит надо найти причины этого и исправить. В технике мало что бывает невозможным, особенно когда x86 аналоги на тех-же технологиях это могут. Так что вопрос доработки по частотам — это вопрос времени и вложенных средств.

Именно поэтому ранее было упомянуто, что Apple в этом направлении уже идут в том числе и в коммерческом продукте.

То есть время у них уже было, и деньги у них тоже есть. Вероятно достигнув каких-то положительных результатов они уже смогли открыто объявить о будущих планах.

Как переход Apple на ARM повлияет на рынок ПК?

Но вспомним, что Apple — это Apple, а рынок компьютеров — это рынок компьютеров.

Apple занимает его довольно слабо. Что-то порядка 7-8%, учитывая, и Macbook, и IMac, и Mac Pro. В денежном выражении это очень много. Но, всё же это не является критической потерей для intel. Допустим использование модемов в iPhone куда критичнее, потому что «айфонов» делается сотни миллионов.

Ну и надо понимать, что ни в одной стране мира нет скрытых предприятий, которые тайно разрабатывают топовые технологии, такие же как нужны и для коммерческой сферы, но не выпуская коммерческие продукты. Ну грубо говоря — в Америке нет второй intel с теми же бюджетами на разработку, чтобы делать всё по тем же технологиям, но так чтобы такая компания выпускала только военную продукцию. Это касается любых высокотехнологичных сфер. 

И даже частная спейс икс выполняет военные контракты, хотя создана недавно и доверия к неё не так много. Крайне маловероятно, что intel, с её более полувековой историей, имея, и производство, и разработки в США не является ключевым поставщиком высокотехнологичной продукции для производимого и разрабатываемого США вооружения. Иными словами — от потери 7% части одного из рынков — intel никуда не пропадёт даже если сама этого захочет, так что сам факт потери 7% не столь критичен.

Казалось бы никто трагично не пострадает…

Но говорили мы про текущую статистику распределения рынков, а не про будущую.

Давайте попробуем представить, что может быть дальше?

Когда Apple допилит настольный вариант операционной системы под ARM то сможет даже с текущими своими решениями выйти сразу на 3 класса устройств даже в случае, если пока не удалось побороть высокие частоты и высокую производительность на высоких энергопотреблениях, сравнимую с x86 процессорами.

И классы следующие:

Как владелец Microsoft Surface Pro 3 скажу, что его недостатки — это нагрев и вес больший, чем у обычного планшета, а достоинства — это та же рабочая среда, что и у других компьютеров. То есть у меня в сумке есть карман для планшетов, но я там вожу полноценный windows компьютер и могу решать привычные задачи вообще не нося с собой ноутбук.

И для некоторых переход на экосистему Apple, в которой они смогут решать задачи обычных Apple компьютеров и произойдёт через будущие macOS планшеты. То есть купил планшет (которые у Apple лучшие на рынки) и влился в экосистему профессионального софта Apple. Это та стратегия которая начнёт расширять присутствие Apple в более настольных сегментах. 

Надо понимать, что купив Iphone нет никакого смысла переходить на Mac, так как на iOS и на MacOS всё равно разный софт. И если нет разницы между трудозатратами между переходом на MacOS и Windows, то проще выбрать Windows. А тут — купив планшет, владелец будет уже в настольной экосистеме Apple.

И наверняка сращивание мобильной и настольной интерпретации операционных систем в исполнении от Apple будет лучше, чем было в windows 8.

И если для intel это только маленький кусочек рынка устройств, то для Microsoft — это кусманище их консьюмерского рынка. Surface — это флагманские продукты у Microsoft, которые представляют компанию. Доля прибыли для компании может быть ими формируется небольшая, но это вопрос независимости и престижа. Одно дело когда ты делишься со всякими DELL, HP и прочими, а другое — когда ты сам можешь единолично выбирать вектор развития и забирать все доходы.

И про телодвижения, которые делает Microsoft мы ещё позже поговорим. Телодвижения там очень интересные. Компания явно пытается сейчас раскинуться на два стула, так как Microsoft в плане кремния сама ничего не делает и никаких рычагов давления ни на кого у них с доминированием Apple не будет. Так что компания и ищет союзников по несчастью и при этом собирает вещички чтобы переобуваться из x86 во что-то другое.

Но об этом позже.

Для партнёров Microsoft в лице DELL, HP, Acer, Samsung и прочих сурфесоподобные штуки куда менее важны, так как по прибыли это не лучше, чем нотубки. А продукты нишевые, ну и честно говоря — эти невнятные поделки никто и не покупает. Surface красивый, удобный и продуманный. А у партнёров какие-то чехлы толщиной в сантиметр два раза оборачивающие планшет и всё такое. Как этим пользоваться, честно говоря, не представляю.

Но второй продукт Apple — потомок Air 11 — это уже проблема для партнёров Microsoft. Помню когда я учился в универе — многие покупали себе нетбуки.

Часто нужно было на консультациях по курсачам или ещё чем-то, что-то быстро поправлять или можно было в электронном виде что-то показать промежуточное, сэкономив денег на печати чертежей и большие ноутбуки носить хотели не все, планшетов тогда ещё не существовало, и для этого покупали нетбуки. Но те кто был побогаче покупали себе Macbook Air 11.

Конечно выполнять там работы они не могли, так как толкового инженерного софта на macOS мало и с учебной программой имеющийся не пересекался, тем не менее показывать какие-то сохраненные PDF или редактировать текст на них тоже можно было. Во многих других сферах Air вместо нетбука вообще не имел никаких недостатков кроме цены. Нетбуки тогда были толщиной сантиметра 3,5, а Air около сантиметра и смотрелся как космический корабль пришельцев.

Аналогично и сейчас может быть. 

Компактные ультрабуки теперь тонкие и лёгкие, но стоят такие ультрабуки не меньше, чем стоили 11-ые «эйры».

Apple сейчас может существенно более дешево делать компактные ультрабуки и ещё и легче, чем Windows устройства. То есть не 1-1,2 кг, а скажем, 700-800 грамм при сохранении того же времени автономной работы и всё это на полноценной операционной ARM системе и новой MacOS.

Понятное дело, что дешевле они не будут продавать, но они могут продавать это по той же цене.

И встаёт вопрос. Что вы выберете? Windows устройство, которое толще и тяжелее и сильнее греется, или за те же деньги, но устройство от Apple легче и удобнее?

И это второй удар по статистике текущих 7% занимаемой доли полноценных не мобильных операционных систем.

И для DELL, HP, Acer, Samsung и прочих партнёров Microsoft — это уже не столь радужная новинка, так как готовые решения, в лице ноутбуков — это их основная прибыль потребительских рынков.

И теперь поставьте себя на место Asus, DELL, HP, lenovo, Acer, Samsung и прочих, которые видят, что скоро их неслабо так отожмут с рынка. А сделать они ничего не могут. Вернее сделать могут, но лучше им не будет. Потому что всё что они могли сделать — это подстраховаться выпуском хромбуков.

Но оказалось, что без кучи привычного для пользователя софта — хромбуки никому не нужны кроме учебных заведений.

Тут стоит сказать, что я, как говорится, свечку не держал, но вероятнее всего, пару-тройку лет назад, когда кто-то прознал про планы Apple по отвоёвыванию рынка все эти ребята пришли к Microsoft и сказали, мол: «надо что-то делать, и мы просто так не вывезем, а если мы не вывезем, мы перестанем быть партнёрами, а без нас ты тоже не вывезешь, мол мы в одной лодке» и т.д.

Иными словами — сказали, что если останемся с intel и AMD — нам всем «корочун».

Тут то и начинаются извивания microsoft, которая и с intel не хочет терять связи и желания партнеров получает очень конкретные.

Как Microsoft идёт в строну ARM?

И Microsoft начинает расчехлять все свои технологии, которые могут помочь в сложившейся ситуации.

В Windows 10 впиливается плохо работающий, но всё же работающий хотя бы для 32 битных приложений транслятор команд из x86 в ARM.

С этого момента у microsoft появляется хоть какой-то рычаг давления на x86 производителей. Потому что если они повернутся к Microsoft задом, то компания не исчезнет через две недели в небытие, а продолжит развиваться на ARM решениях.

Проблема только в том, что под ARM процессоры нужно по хорошему переписывать, а по плохому хотя бы перекомпилировать весь софт. А за время жизни Windows накопилось очень много приложений, и многие из них уже так давно не поддерживаются разработчиками, что на деле — работать это не будет. Использовать транслятор команд как основной метод работы — это тупо. Задача транслятора быть на подстраховке, а не выполнять роль главного средства. Да. У microsoft есть UWP приложения, которые скорее всего отлично будут мигрировать из разных сред выполнения, но это капля в море всего софта под Windows.

Тем не менее intel и Microsoft уже рука об руку рядом не идут.

Интеграция Windows с Linux нужна была ради ARM софта?

Дальше будет уж совсем безумная теория, но в рамках текущих событий, она становится не столь безумной.

Напомню, что последние пару лет Microsoft в Windows 10 запихивает ядро Linux. решение странное и внезапное и не совсем понятно зачем сделанное. Но если учитывать текущие опасения компании в малом количестве поддерживаемого ARM софта — использование в будущем части ARM софта из под linux — это вполне рабочая теория. У Linux с ARM никаких особых проблем нет, и багаж поддерживаемого ПО практически на пустом месте улетает в небеса.

Насколько сильна будет интеграция с Linux в Windows 10X не известно. Компания новую ОС нацеливает именно на сегмент, который потенциально может занять Apple в ближайшие годы. А в будущем, возможно, и как замену обычной Windows 10.

В этом контексте натянутых отношений между Microsoft и Intel отлично вписывается недавнее недовольство курсом развития процессоров intel от Линуса Торвальдса, который написал, что процессорам нужны не новые инструкции, которые повышают пиковые возможности по выполнению инструкций на такт в каких-то отдельных задачах, а переделка процессоров так, чтобы они были более эффективны, мол транзисторный бюджет тратится не туда.

То есть вектор развития процессоров ещё дальше уводит их от того, что нужен массовому пользователю.

И однозначно если intel и AMD ничего не сделают, то Microsoft для того, чтобы их партнёры не полегли — будет вынуждена перейти на ARM, иначе продукция партнёров перестанет быть конкурентоспособной и вместе сними не нужна будет и Windows.

Что делает Intel?

Справедливости ради стоит сказать, что intel сложа руки не сидит.

И судя по всему работает в двух направлениях. Во-первых, сами «окучивают» партнёров Microsoft. Это видно, в частности, по тому что если ранее intel при формировании стратегии ультрабуков предполагала, что это только Windows компьютеры, то следующая генерация стратегии ультрабуков, названная Project Athena, уже не говорит о том, что это должен быть Windows компьютер. Intel в подходящие по требованиях системы добавили и устройства на основе Chrome OS. То есть те самые хромбуки, которые партнёры microsoft решили выпускать как возможную альтернативу в случае расхождения путей с Microsoft.

И на этом пути они встретили союзника в лице Intel, которые также хотят сохранить связи с партнёрами microsoft, если вдруг придётся воевать с Microsoft. В общем — Asus, DELL, HP, lenovo, Acer, Samsung будут как дети при разводе родителей. Если развод состоится — достанутся они только кому-то одному. Microsoft ради этого готовы в Windows вставить Linux и кривые костыли, а intel — одаривать рекламными компаниями и подготовкой лучших референсных устройств, потому что не все вендоры, на самом деле, могут разработать свои ноутбуки без помощи intel и amd. И не исключено, что те хромбуки что intel включили в соответствующие требованиям Project Athena сами же intel и разработали для партнёров. 

Но и intel с microsoft ссориться тоже не желают, и из этого выходит второе направление работ у intel. То что они, возможно, готовится к этой ссоре не значит, что она кому-то из них будет выгодна.

И тут на арену выходит Intel Lakefield. Более энергоэффективная и дешёвая платформа, чем обычная «кор» линейка. Задача Microsoft состоит в том, чтобы сделать работу на разнородных ядрах оптимизированной, с чем должна справляться Windows 10X, а задача Intel в том, чтобы сделать процессоры настолько эффективными, чтобы они могли конкурировать в малых энергопотребленииях с ARM, а также подготовить для партнёров Microsoft референсные устройства, которые дадут им возможность быстро начать выпускать финальную продукцию.

В общем — вот такие вот технологические треугольники вырисовываются.

Что делает AMD?

Немного в стороне от этого всего AMD, как будто им без разницы.

Естественно не без разницы, но, вероятно, ресурсов на что-то иное кроме будущих райзенов у них нет, так как несмотря на успешные продажи райзенов сама AMD намного меньше, чем intel. У них нет своего производства, у них очень узкий рынок, ограниченный компьютерами, приставками и серверами. Оборот Intel за 2019 год 72 млрд долларов, тогда как у AMD 6,5.

За 2018 год intel на разработки потратили денег примерно в 39,5 раз больше, чем составила чистая прибыль у AMD в 2019 году. Иными словами — у AMD просто нет ресурсов на то, чтобы разработать что-то на подобии Lakefield.

Так что они, просто решили выпускать ARM процессоры на базе новеньких ядер Cortex-X1.

К чужим ядрам они добавили свою графику, возможно ещё часть своих контроллеров, модем от MediaTek и производить это всё будет TSMC на 5 нанометрах.

В общем — в случае отстаивания позиций x86 за счёт стараний intel у них есть Ryzen, а в случае победы ARM у них есть наработки с ядрами Cortex и в целом — готовые решения уже на подходе, а спрос на серверные процессоры всё равно останется долгое время неизменным, так что имеющиеся разработки никуда не пропадут. В общем — для AMD любой расклад приемлемый.

Microsoft при этом так же сидит на двух стульях и к ARM готовится и от x86 не отказываются.

Больше всех может потерять intel, но как выше написано — за intel не переживайте, им обанкротиться никто не даст, даже если они этого захотят, да и последние годы стратегия на диверсификацию бизнеса не сделает удар для компании очень сильным. В худшем случае intel уйдет с массового потребительского рынка и то, скорее всего на время, до выхода на него с ARM продуктами, или гибридными ARM x86 продуктами. То есть будет набор ARM ядер и набор x86 ядер, купит кого-нибудь кто чем-то похожим уже занимался и у кого лучшие разработки в этих областях будут, в общем — всё как обычно, да и у самой intel опыт работы с разнородными ядрами из Lakefield тоже уже есть. И Windows, для работы с ними, тоже научится использовать разные ядра. Но это не значит, что компания на этом пропадёт, даже если в потребительский сегмент не вернется. Та же siemens ушла с потребительского рынка больше 10 лет назад почти по всем направлениям и с тех пор стоимость компании выросла почти в три раза.