שבבי ARM מפעילים את רוב הסמארטפונים והטאבלטים בעולם, אבל יש כעת שבבי ARM בעלי ביצועים גבוהים במרכזי נתונים. ייתכן שאפל לא תצטרך לחכות זמן רב - אם בכלל - למהירות ב-ARM Mac מתקדם.
עבור רוב יישומי שולחן העבודה, המחשב הנייד או מרכז הנתונים, שבבי ה-x86 של אינטל הם כבר מזמן הסטנדרט בתעשייה. אבל על רקע השמועות על המעבר של אפל לסיליקון של צד ראשוןARM Mac, יש קומץ יצרנים שדוחפים לשוק שבבי ARM בעלי ביצועים גבוהים.
הנה הסיבה שזה משמעותי, וכיצד הנטישה של אפל את אינטל יכולה להניע מתג רחב יותר.
הבדלים בין שבבי ARM ו-x86
שבבי ARM חסכוניים בהרבה משבבי Intel x86, ובדרך כלל מציעים ביצועים טובים יותר לוואט. זה נובע ממגוון סיבות, כולל ערכת הוראות פשוטה יותר, שימוש בפחות טרנזיסטורים ומהירויות שעון איטיות יותר.
יעילות ההספק של ARM, יחד עם גורמים אחרים כמו עלות נמוכה של ייצור ופיתוח, הביאו במידה רבה את שבבי ARM להפוך לסטנדרט התעשייה עבור רוב המכשירים הניידים כמו סמארטפונים, טאבלטים ומחשבים קלים כמו Google Chromebooks נבחרים.
אבל כשמדובר בערכות שבבים בעלות ביצועים גבוהים, במיוחד לשימוש במחשבים שולחניים או מחשבים ניידים, ההנחה הייתה מזמן שה-x86 של אינטל היא הבחירה הטבעית. זה היה המצב במשך זמן רב, וניתן היה לראות את הדומיננטיות ההולכת וגוברת של אינטל אפילו בהמעבר של אפל מ-PowerPC ל-x86בשנת 2005.
הדבר נכון גם למרכזי נתונים ושרתים. למרות שקיימים חריגים קלים, הרוב המכריע של ארכיטקטורת האינטרנט עדיין מבוסס על הוראות עיצוב השבבים של אינטל. אינטל עדיין מובילה במונחים של נתח שוק (כמעט במידה מונופוליסטית), כאשר שבבים מבוססי AMD x86 מהווים את חלק הארי של הפיסות.
היו דיבורים על מעבר רחב יותר לשרתים מבוססי ARM מאז תחילת שנות ה-2010. כמעט עשור מאוחר יותר, שבבי ARM משמשים ביישומי שרת מסוימים, אך נתח השוק הכולל שלהם מחוויר בהשוואה למתחרות x86.
אבל ככל שהקווים מיטשטשים בין מכשיר נייד למחשב נייד, ומפעילי מרכזי נתונים בוחנים יותר ויותר אפשרויות שרתים יעילות וזולות יותר, 2020 היא השנה שבה דברים יכולים להתחיל להשתנות.
ערכת השבבים A13 של אפל היא אחד המעבדים הניידים החזקים ביותר מבוססי ARM בשוק.
דבר מעניין אחד בתעשיית שבבי ARM הנוכחית הוא שרוב מעבדי ה-ARM שנמצאים בשימוש מבוססים על עיצובי שבבים מותאמים אישית.
מערכת-על-שבבים מסדרת A של אפל (SoCs) הם דוגמה מצוינת, במיוחד בגלל שהם מציגים את הכוח הפוטנציאלי של מעבדי ARM. אפל מייצרת כרגע אתשבבי הסמארטפון המהירים ביותרבשוק, מה שמאפשר למכשירי האייפון שלה לעמוד בקצב או לנצח מכשירי אנדרואיד מתחרים שנראים כבעלי מפרט טוב יותר על הנייר. כדי לעשות זאת, אפל מעצבת את השבבים שלה בתוך הבית ומסתמכת רק על המערכת האקולוגית הגדולה יותר של ARM עבור הוראות מעבד.
האחרוןשבב אייפון A13 Bionic, למשל, ניגש אלביצועיםשל כמה מעבדים שולחניים. ומעבר לאפל, חברות כמו Qualcomm, MediaTek ויצרניות אחרות גם לוקחות את הוראות עיצוב שבב ARM ומיישמות אותן על הסיליקון המותאם אישית שלהן.
בעוד שבבי ARM אינם נמצאים בשימוש נרחב בשרתים או במרכזי נתונים, יצרני צד שלישי רבים תכננו שבבים מבוססי ARM משלהם המכוונים במיוחד לשוק זה. מעבדי שרת אלה אינם יציאה ישירה לחומרה קיימת של שולחנות עבודה, אבל בהתחשב בשימוש של אפל במעבדי Intel Xeon, זה לא כל כך רחוק.
במרץ 2020, אמפר הופיעה לראשונה ב-מעבד שרת 80 ליבות מבוסס ARMהמכונה Altra, שהחברה משיגה את יעילות החשמל טובה פי 2.11 ועד פי 2.23 בביצועים גולמיים מאשר Intel Xeon Platinum 8280.
לשם השוואה, ה-Xeon Platinum 8280 הוא שבב Cascade Lake ששוחרר ברבעון השני של 2019 עם 28 ליבות, תדר בסיס של 2.7GHz ודירוג תרמי של 205W. בשימוש במסגרת מתלה, Ampere אפילו מרחיק לכת ואומר כי מתלה של מעבדי Altra יכול להציע עד 120% ביצועים גולמיים טובים יותר מאשר 8280, ARS Technicaדיווח
עוד בשנת 2018, אמזון הכריזה על שבב השרת הראשון שלה מבוסס ARM,הגרוויטון.למרות ששבב השרת הזה לא נראה כבעל השפעה מתמשכת על השוק, אמזון הכריזה על שבב חדש במרץ 2020 בשם Graviton 2, שלדבריה מציע ביצועי מחיר טובים יותר מאשר AMD ואינטל בעומסי עבודה רבים של שרתים.
אמזון אומרת שמשתמשים בשירות האינטרנט Elastic Compute Cloud, או EC2, יכולים לצפות לביצועי מחיר טובים יותר ב-40%. עבור חברות מבוססות ענן או חברות תוכנה כשירות, זה יכול להציע יתרונות תחרותיים רציניים, מכיוון שהם היו מוציאים פחות כסף על מהירויות שירות דומות.
Marvell, מובילת הנפח בשבבי שרת ARM, חשפה גם חדשThunderX3ערכת שבבים "טריטון", חתיכת סיליקון 240W עם 96 ליבות. לפי Marvell, ה-ThunderX3 הציע באופן עקבי ביצועים טובים יותר משבבי Cascade Lake-SP של אינטל משנת 2019 בכמה זרימות עבודה מבוססות ענן, כמו MySQL או CDN.
בעוד שבבי ARM של צד שלישי נמצאים בחוץ, ARM Holdings, החברה שמעצבת את הוראות שבב ARM, נכנסת גם היא לשוק בעצמה. אולי המעניין ביותר הוא שבבי המחשב הנייד של החברה, שפיגרו זמן רב אחרי אינטל אך נראה שהם מדביקים את הקצב.
ה-Cortex-A76, שיושם לראשונה בחומרה בשנת 2019, הוא שבב מחשב נייד המציע בערך את אותם ביצועים כמו Intel Core i5-7300, האדריכל הראשי של ARM, מייק פיליפוסיפר CNET.זה לא ממש ביצועים מדהימים, אבל זה מרמז ש-ARM מחפשת להדביק את אינטל ולנצח אותם בשוק שלהם.
ארכיטקטורת השרתים של הצד הראשון של ARM Holdings זכתה גם כן בזירה. בשנת 2018, החברה הכריזה על חידוש של ארכיטקטורת השרתים שלה, שזכתה לכינויNeoverse N1.(שראוי לציין, היא הארכיטקטורה שעליה מבוסס רוב השבבים שהוזכרו לעיל, כמו Altra ו-Graviton 2).
מאז, ARM Holdings הוציאה כמה שבבי שרת שאפתניים מאוד, כגוןעיצוב ארס של 2019.
המשמעות של שבבי ARM בעלי ביצועים גבוהים
שבב Neoverse שהוכרז לאחרונה של ARM מיועד ליישומי שרתים בעלי ביצועים גבוהים.
זה לא סוד שקצב שדרוגי הביצועים של אינטל מואט, והחברה סובלת גם מבעיות אחרות. הבעיה היא שהחברה בעצם טוענת שתקרת הביצועים נפגעה ברובה והיא כבר מנצלת את כל מה שאפשר עם מחשבים מודרניים.
אבל ARM מציעה גישה שונה עם השבבים שלה, כשהיא מבטיחה ב-2018 שכל דור של השבבים העתידיים שלה יהיה מהיר יותר ב-30% לפחות מהדורות הקודמים. זה הרבה מעבר למה שמבטיחה אינטל עם עיצוב השבבים הנוכחי שלה.
זה רק הסיליקון של הצד הראשון שתוכנן על ידי ARM עצמה. זה לא מתייחס לשבבים המותאמים אישית של צד שלישי שיוצרו על ידי אפל וחברות אחרות, שהוכחו במידה רבה כהצלחות שוק מסיביות בטאבלטים, סמארטפונים ומכשירי IoT.
אם לומר את כל זה בפשטות, זה נראה כאילו ARM ויצרניות שבבים אחרות משקיעים משאבים רציניים ביצירת שבבים שיכולים להתחרות במעבד x86. לא רק במקרה השימוש הצרכני הנמוך, אלא גם ברמת שולחן העבודה וגם ברמת השרת, נוטה יותר למחשוב בעל ביצועים גבוהים.
לגבי ההשפעה על המשתמשים, יש כמה גדולות. כאמור, שבבי ARM בדרך כלל חסכוניים יותר בצריכת החשמל. כשהמהירות שלהם תופסת את הקצב, זה יכול להוביל למכשירים עם חיי סוללה ארוכים בהרבה שעדיין טומנים בחובם ביצועים. הם גם מייצרים פחות חום מאשר שבבי אינטל, ובשילוב עם מנגנוני קירור של מחשב או שרת, הם עלולים לסבול פחות מהצערת ביצועים.
עלות הייצור וקלות הפריסה עשויים גם הם לשחק תפקידים מרכזיים, אולי להוזיל את העלות של מחשבים או מוצרי אלקטרוניקה אחרים בטווח הארוך ברמת הצרכן.
ושבבי ARM בעלי ביצועים גבוהים מגיעים בתקופה שבה אינטל מגיעההתרפקות.החברה הבטיחה הבטחות שונות שהפרו על שדרוגי ביצועים והחמצת מועדים, שלא לדבר על העובדה כי אינטל ברמת השבבפגיעותהפכו מכשירים רבים לפחות מאובטחים.
ל-ARM לא היו בעיות האלה, היסטורית. למרות שזה בעיקר מיוחס לנתח שוק, זה יכול להיות שיצרני מחשבים רבים יקבלו התחלה חדשה.
העתיד של שבבי ARM
ARM תפסה במידה רבה את המושב האחורי ל-x86 של אינטל בכל הנוגע למכשירים, כמו שרתים ותחנות עבודה, שמניעים את העבודה של העולם שלנו. אבל יש כמה זרמים תת בתעשייה שיכולים להצביע על שינויי הגאות.
מכשירי ה-ARM MacBook הצפויים של אפל יהיו ככל הנראה נקודת מפנה, תלוי איזה סוג של ביצועים יציעו שבבי ה-Mac המותאמים אישית של אפל. אבל Project Catalyst יכול להיות גם גורם מרכזי למעבר רחב יותר ל-ARM, מכיוון שהוא מעודד מפתחי אפליקציות פופולריים לשקול ברצינות תמיכה בארכיטקטורת ARM.
מיקרוסופט, המתחרה הראשית של אפל בתחום המחשבים הניידים, הציגה לראשונה קו חדש שלהתקני שטחבשנת 2019, זה מה שהחברה מכנה השבב הראשון מבוסס ARM 3GHz - ה-SQ1.
ההתפרצות המתמשכת של COVID-19 עשויה גם לעורר מעבר ל-ARM בתחומי השרתים והנתונים, מכיוון שחברות גדולות הולכות לשקול ברצינות את מדדי הביצועים לדולר שלהן לגבי חומרה קריטית בעתיד. שבבי שרת ARM זולים יותר מאלה של אינטל, וכפי שסקרנו, הביצועים שלהם לוואט נוטים להיות טובים יותר.
יש גם גורמים אחרים. הצרכים של מרכזי נתונים בכל מקום מתפתחים במהירות. מכיוון שאינטל נמצאת על סף הפיכתה למונופול בתחום השרתים, מעבר לשרתי ARM הוא דרך טובה עבור מפעילי מרכזי נתונים לספק מעבדים ממגוון רחב יותר של ספקים.
כמובן שללא ספק ייקח זמן עד ש-ARM תתבצר היטב במחשבי ה-Mac היומיומיים שלנו כמו אינטל. אבל עכשיו יש סימנים באופק שזה הופך לאפשרות רצינית, ולא לתחזית מופרכת.
אפל ו-ARM Mac
אפל כנראה לא הולכת לקחת מעבד מסדרת A ולזרוק אותו ישר לתוך מק. שבב מותאם אישית, המותאם לשימוש ב-Mac כמו שבבי ARM אחרים מותאמים לשוק השרתים, הוא התרחיש הסביר ביותר. זה לא צריך לחכות לצ'יפים מתקדמים, אבל זה כנראה יהיה לטובת מעבר חלק לשוק הזה.
החוכמה המקובלת היא שאפל תתחיל בקצה הנמוך, כמו ה-MacBook ו-Mac mini. באופן ספציפי, עם מחשבים ניידים, שבבים מבוססי ARM מתאימים במיוחד לספק חיי סוללה מצוינים ללא פשרות לביצועים. לאחר פרק זמן שעדיין לא ברור, הוא יעביר את השבבים לרמת החומרה "Pro" - כנראה כאשר בסיס המשתמשים "Pro" ידרוש זאת.
נכון לעכשיו, היום, אפל יכולה לספק ביצועים מתקדמים עם שבבי תחנת עבודה דומים לאלטרה ול-ThunderX3 באותן מעטפות תרמיות והספק שה-iMac Pro וה-Mac Pro משתמשים בהן כעת עם מעבד ה-Xeon. התוכנה תצטרך לעקוב - וזו הסיבה שהמעבר הזה כנראה לא יהיה יום ותאריך עם הדגמים התחתונים.
בהסתכלות על התמונה הרחבה יותר, אפל תרוויח כמובן משליטה הדוקה יותר על כל הערימה שלה, מטרה שהיא כבר השיגה באייפון ובאייפד. וצרכנים כנראה ייהנו מהישגים בביצועי Mac הדומים להתקדמותו של האייפון על רוב המכשירים המתחרים - שלא לדבר על שיפורים משמעותיים בחיי הסוללה והפחתה פוטנציאלית בעלויות עבור אפל.
ייתכן שהמעבר לא יהיה החלק ביותר, במיוחד עבור מפתחים או משתמשים המסתמכים עליופלאגינים ותוכנות לא מעודכנים.אבל אם לוקחים בחשבון התפתחויות כמו Project Catalyst, זה אכן נראה בלתי נמנע.
