Как долго Intel и AMD смогут противостоять Apple и ARM?

Времена меняются. С 80-х годов прошлого века и до сегодняшнего дня, x86-процессоры от Intel и AMD с огромным отрывом доминируют в персональных компьютерах, и не только в персональных – в дата-центрах и высокопроизводительных серверах они преобладают многократно. Еще совсем недавно казалось, что это естественно, и ничто в мире не сможет поколебать устоявшееся положение вещей. Тем более, что у x86 достойных альтернатив не было и даже не предвиделось. Но, всего за пару лет, все изменилось. ARM наносит этой архитектуре одно поражение за другим, и вопрос теперь стоит иначе: как долго продержатся Intel и AMD, если они не откажутся от x86?

Mac на Apple Silicon (M1) стали последней каплей. Пока они не оказались в руках обычных пользователей, и их потрясающие воображение способности не были доказаны и перепроверены, у тех, кто не верил в ARM, оставались сильные и убедительные аргументы. Лед тронулся. Нельзя сказать, что это случилось как-то вдруг. ARM-процессоры, которые считались маломощными и неспособными ни на что путное, успешно используются в высокопроизводительных серверах, не уступая самым производительным x86-чипам по производительности, но потребляя при этом в два-три раза меньше энергии. Graviton от Amazon, Ampere, ThunderX – это только те из них, о которых много и охотно пишут. Сила инерции велика, в этой области применения до сих пор доминирует x86, причем с разгромным счетом.

Самый быстрый в мире компьютер

В первой пятерке самых быстрых в мире суперкомпьютеров на первом месте – японский суперкомпьютер Fugaku, на двух сотнях тысяч 52-ядерных ARM-процессорах Fujitsu A64FX. Его рабочая производительность – 442 петафлопс, пиковая – 537 петафлопс. На втором и третьем местах — суперкомпьютеры на основе IBM POWER 9, RISC-процессоров, с рабочей производительностью в 149 и 95 петафлопс. На четвертом — китайский суперкомпьютер, использующий китайский RISC- процессор Sunway SW26010.

Самый быстрый в мире x86-суперкомпьютер на пятом месте, в нем используются AMD EPYC, он медленнее, чем Fugaku, почти в десять раз.

История Intel

Пока Intel (Integrated Electronics) руководили создавшие его гении, в компании был создан первый в мире однокристальный микропроцессор Intel 4004. Пример был заразителен, на этом рынке уже через год было множество игроков, добившихся успеха, продавая чипы попроще и подешевле. У Intel в этом хаосе не было никаких шансов на лидерство, да они к нему и не стремились. В структуре доходов компании микропроцессоры были на самом последнем месте – по представлениям руководства, они были еще недостаточно хороши.

В 1978 на рынок вышел 16-битный Intel 8086 (первый процессор с архитектурой x86), а через год – более дешевый Intel 8088, с более медленной 8-битной шиной. IBM, искавшая для проекта IBM PC слабенький, но достойный процессор, выбрала Intel 8088. Интересно было бы представить мир, в котором IBM выбрала какой-нибудь другой чип – в котором Intel осталась бы в памяти, как создатель первого микропроцессора.

Но IBM выбрала этот чип неслучайно, не наугад – тщательно изучив все чипы, предлагавшиеся рынком. Из них Intel 8086/8088 оказался лучшим.

IBM PC и IBM-совместимые компьютеры принесли Intel неприлично много денег, которые они потратили на создание самых продвинутых в мире заводов по производству микросхем («литеек»), работавших только на Intel, выполняя все её пожелания и капризы. Теперь компания могла быстро произвести любое число чипов любой сложности с безупречным качеством.

Лучшее в мире производство, чипы, которые вполне устраивали пользователей IBM PC и клонов, и, вследствие этого, огромные тиражи продаваемых чипов, вывели Intel на самый верх процессорного сектора микроэлектроники. Затем создатели Intel ушли, но запаса прочности хватило компании на долгие годы.

Проблемы Intel

Но попытка разработать собственный ARM-процессор (в 1998 Intel купила у DEC подразделение StrongARM) окончилась неудачей. Самый крутой в мире графический процессор тоже не получился. А самая главная беда – вертикальная интеграция разработки процессоров с их производством, из-за все ускоряющейся нано-метровой гонки, становилась все менее и менее эффективной. 10-нм техпроцесс дороже и сложнее на порядок, чем 14-нм, 7-нм дороже и сложнее на два порядка.

Предлагаем подписаться на наш канал в «Яндекс.Дзен». Там вы сможете найти эксклюзивные материалы, которых нет на сайте.

Что лучше — Intel или ARM

С начала 80-х прошло почти 40 лет. За это время в нашем мире многое изменилось. Чтобы не увеличивать текст до бесконечности, упомяну только некоторые из этих изменений. Те, которые имеют отношение к нашей теме. Производство чипов обходилось все дороже, и теперь подавляющее большинство разрабатывающих их компаний избавились от своих производственных мощностей.

Теперь производством занимаются специализированные компании (вроде TSMC или Global Foundries), на плечи которых ложатся все сложности и проблемы, связанные с этим. Исключения только подтверждают правила. Одно из них – Intel. Еще одно – Samsung, которая не только «льёт» чипы для себя, но и производит их для других компаний. У Samsung с этим все в порядке, но это группа компаний, занимающихся самыми разными направлениями.

По объёмом продаж мобильные устройства уже превзошли персональные компьютеры, и на мобильных устройствах чипы с архитектурой x86 так и не прижились. TSMC практически догнала Intel по тиражам продукции и по размеру получаемой прибыли. В Apple за 13 лет разработки центральных процессоров для систем-на-чипе и самих чипов накопили опыт. Когда Intel «вошла в зону турбулентности», развитие её процессоров замедлилось, у Apple не было никакого другого выхода.

Про M1 Mac’и, суперкомпьютеры и серверные чипы с ARM-архитектурой я уже упоминал. ARM выглядит настолько привлекательно, что даже самые главные потребители x86-чипов задумались о переходе на ARM, и примером для них служит Apple: собственные системы-на-чипе, оптимизированные для устройств, в которых они будут применяться, и даже разработка собственных ядер для них (или доработка стандартных ядер от ARM). Будущее за ARM, и это пора признать.

ARM — Intel: 2:0.