Programmering

ARM vs. Atom: Kampen om den næste digitale grænse

For en gangs skyld ved Intel, hvordan det føles at være underdog.

I løbet af de sidste 25 år er Intel steget til at blive den førende leverandør af mikroprocessorer til hjemmebrug og virksomhedscomputering med kommando over et virtuelt monopol på markedet for stationære, bærbare computere og server-CPU'er. Selv Apple er blevet medlem af koret.

Men administrerende direktør Paul Otellini er ikke tilfreds med at stoppe der. Han forestiller sig en verden, hvor Intel-chips driver alle enheder, fra den storslåede server til det ydmyste medieapparat - et "kontinuum af computing", der spænder over mange niveauer af processorkraft, alt sammen forenet af Intels x86-arkitektur.

[Linux, Android, Atom og ARM - den kommende netbook-revolution kunne skære en helt ny niche inden for computing | I mellemtiden viser enorme præstationsgevinster i testcentrets gennemgang, at Intels Nehalem ejer quad-core]

Nøglen til denne vision er Atom, den seneste post i Intels processorlinje. Kompakt og ekstremt energieffektiv, Atom er allerede den førende CPU til netbook-computere. Med sine nyeste ultra-lavspændingsversioner af chippen er Intel klar til at tage x86 endnu længere ned i Otellinis kontinuum, væk fra pc'er og ind i en verden af ​​håndsæt, medieafspillere, smart-tv og andre digitale elektroniske enheder.

Det bliver ikke let. Intel er muligvis den regerende konge af pc'er og server-CPU'er, men i verdenen af ​​mobile enheder går denne titel til en usandsynlig rival: et lille, beskedent firma kaldet ARM Holdings, der er baseret i Cambridge, England.

De fleste forbrugere har aldrig engang hørt om ARM. Du kan ikke se ARM-annoncekampagner i magasiner eller på tv. Der er ingen klistermærker, der udråber "ARM Inside!" Virksomheden beskæftiger færre end 1.800 mennesker, og til en værdi af $ 3 mia. Er dens markedsværdi kun en brøkdel af Intels. Men tag ikke fejl - ARM og Intel er på kollisionskurs. Hvad der derefter sker, kan bestemme formen for computerbranchen i de kommende år.

Den næste digitale grænse

Overvej: Intel solgte sin 1 milliardth x86-chip i 2003. Dens nærmeste rival, AMD, brød 500 millioner-marken netop i år. ARM forventer derimod at sende 2,8 milliarder processorer alene i 2009 - eller omkring 90 chips i sekundet. Det er ud over de mere end 10 milliarder ARM-processorer, der allerede driver enheder i dag.

Pick up enhver mobiltelefon, og der er en 95 procent chance for, at den indeholder mindst en ARM-processor. Hvis telefonen blev produceret i de sidste fem år, skal du gøre det 100 procent; det gælder standardhåndsæt såvel som smartphones.

Det samme gælder for bærbare medieafspillere. Uanset om etiketten siger Archos, iRiver eller Sony, inde i det er det ARM.

Du finder også ARM-chips i trådløse routere fra D-Link, Linksys og Netgear; printere fra HP, Konica Minolta og Lexmark; grafregnemaskiner fra HP og TI; GPS-enheder fra Blaupunkt, Garmin og TomTom; og utallige andre enheder. Selv flyinformationssystemet på Burt Rutans SpaceShipOne var drevet af ARM.

Hver af disse applikationer er en potentiel mulighed for Intel, men indtil for nylig blev x86-chips generelt betragtet som for strøm-sultne - og for dyre - til brug i indlejrede applikationer. Atom ændrer det, men Intel skal stadig overbevise enhedsproducenter om, at det kan være en lige så god partner som det eksisterende ARM-baserede økosystem.

ARM: Musen, der brølede

Intel steg til toppen af ​​computerbranchen på den gammeldags måde: at kæmpe med tand og negle. Det beskytter sin processor design nidkært. Selv hvor Intel licenserer sin teknologi til andre virksomheder - såsom AMD - konkurrerer den stadig head-to-head med disse licenshavere om de samme markeder.

ARM handler derimod om partnerskab. Det ejer ingen fabrikationsanlæg og sælger ingen chips under sit eget banner. I stedet licenserer det sine CPU-kernedesign til mere end 200 halvlederfirmaer over hele verden. Fremtrædende amerikanske licenshavere inkluderer Freescale, Marvell, Qualcomm og Texas Instruments.

Hver licenshaver kan frit pakke ARM-teknologien med sine egne tilpassede ændringer og markedsføre de resulterende chips under sin egen branding. For eksempel sælges den CPU, der driver iPhone 3G S, som en Samsung S5PC100, men indeni er den en 600MHz ARM Cortex A8-kerne kombineret med Samsungs proprietære grafik-, signal- og multimediebehandlingsenheder.

Derfor er der så mange forskellige slags ARM-processorer i så mange forskellige slags enheder. ARM er ikke kun en enkelt CPU; snarere er det et helt økosystem, der ikke kun omfatter processorer, men også udviklingsværktøjer og andre tilslutningsteknologier, der giver mange konkurrerende producenter mulighed for at bringe en række produkter til at betjene forskellige markedsnicher, alt sammen baseret på ARM-arkitektur.

Især gør denne fleksibilitet ARM til en ideel platform til opbygning af komplekse, tæt integrerede system på chipprodukter (SoC), der typisk kombinerer processorkerner med hukommelse, signalbehandlingskredsløb, timere og eksterne grænseflader såsom USB og FireWire, blandt andre komponenter .

Intel går ind i Atom-alderen

Intel solgte sin XScale-division til Marvell i 2006 dog i en periode med generel omstrukturering. På det tidspunkt beskrev en talsmand for virksomheden divisionen som en "ikke-presterende forretningsenhed" og gik så langt som at hævde, at det håndholdte marked, der betjenes af XScale, "ikke var en god pasform for [Intel]."

Mindre end to år senere afslørede Intel den chip, der ville blive Atom.

Atom er en helt ny tilgang til x86-arkitekturen. I samarbejde med den førende netbook-leverandør Asus designede Intel chippen fra bunden til at tilbyde god ydelse ved ekstremt lav spænding.

Det tidligste Atom-design var stadig for strøm-sultent til ultraportable enheder som smartphones, men det tog fart på netbook-markedet som en raket. I dag driver Atom-chips flere netbooks end nogen anden CPU. Nyere iterationer af Intels netbook-centrerede Atom-linje har øget hastigheden og tilføjet funktioner, med de nyeste modeller, der tilbyder dobbeltkerner.

Men Intel er ikke tilfreds med at begrænse Atom til low-end bærbare computere. Selv da netbook-markedet er accelereret, har Intel arbejdet med at forfine Atom, så den passer til en ny niche, endnu længere nede i Otellinis foreslåede kontinuum. Ifølge rapporter sigter Intels seneste hush-hush-projekt med kodenavnet Medfield til at producere en version af Atom, der er så lille og fungerer ved en så lav spænding, at den kan bruges i en lang række forbrugerelektronik-enheder.

Og det er ikke alt. Hvor Intel historisk har produceret og solgt sine CPU'er som dele fra hylden, forsøger Atom noget nyt med Atom. I marts inkarterede det en aftale med Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., der giver TSMC og dets kunder mulighed for at oprette tilpassede SoC-produkter baseret på Atom-kerner. Med andre ord låner Intel en side lige ud af ARMs playbook.

Spørgsmålet om kompatibilitet

Selvom ARM har fået næsten universel accept på det integrerede systemmarked og understøtter et blomstrende udviklerøkosystem, er det ikke uden fejl. Programmører, der er vant til mere traditionel pc-softwareudvikling, skal lære nye tricks for at være produktive i ARM-miljøer.

Dette skyldes til dels ARMs nye historie. Et unikt, RISC-baseret processordesign, ARM voksede ud af den skæve britiske computerindustri i 1980'erne. Det var kompakt og effektivt, primært fordi det skulle være - dets britiske tilhængere manglede adgang til den slags kapital, der drev Intel til toppen af ​​Silicon Valley. Men da det blev klart, at x86 ville dominere pc-markedet i Det Forenede Kongerige, som det havde gjort i Amerika, fik ARMs effektive design det hurtigt et favoritsted blandt producenter af digitale enheder.

Atom er derimod en fuldblods x86 CPU. Det er mindre og bruger mindre strøm end Intels almindelige pc-chips, men det understøtter det fulde x86-instruktionssæt og dets ledsagende programmeringsmodel. Som enhver netbook-ejer kan attestere, kan en Atom CPU udføre enhver binær, der kører på en Core 2 Duo uden ændringer, omend langsommere.

Intel banker, at denne kompatibilitet vil appellere til udviklere, der foretager overgangen fra pc-miljøer til mobile enheder. Det betyder, at de vil være i stand til at bruge de samme kompilatorer, værktøjer og kodebiblioteker til at opbygge software til Atom-drevne mobile enheder, som de gør til pc'er.

Det betyder ikke, at ARM mangler software. Kataloget over operativsystemer og applikationer, der er tilgængelige for platformen, har vokset i årtier og inkluderer flere komplette Linux-distributioner. Googles Android OS kører på ARM, og det samme gør Chrome OS, når det sendes. Selv nogle kommercielle softwareleverandører understøtter det; for eksempel annoncerede Adobe for nylig, at de ville sende versioner af Flash Player 10.1 til ARM og Intel samtidigt.

En ting, ARM ikke har, er dog Windows. Mens forskellige varianter af Windows CE vil køre på ARM-enheder, siger Microsoft, at de ikke har planer om at porte den ægte artikel. Og selvom selve operativsystemet startede, ville det ikke være meget nyttigt, medmindre større applikationsleverandører også porterede deres software.

Ganske vist er Windows overkill for mange integrerede applikationer. Men manglende evne til at køre Microsofts flagskib OS kan være nok til at forhindre ARMs planer om at konkurrere i den lave ende af netbook-markedet.

Intel: En skat i skoven?

For ikke så længe siden, Upsidemagasinet hyldede et firma ved navn Transmeta som "det vigtigste selskab i Silicon Valley." Dens produkt lød bemærkelsesværdigt magen til Atom. Transmeta-CPU'er brugte avanceret, proprietær teknologi til at udføre x86-instruktionssættet på en måde, der forbrugte meget mindre strøm end traditionelle Intel-stationære og bærbare chips.

Da de første Transmeta-chips begyndte at vises i bærbare pc'er til forbrugere, var de dog en skuffelse. Transmetadrevne bærbare computere var ikke meget mindre eller lettere end almindelige, men deres ydeevne var mærkbart dårligere.

Netbook-kategorien eksisterede ikke på det tidspunkt, og batteriteknologien var mindre avanceret end den er i dag. For den gigahertz-besatte købere var de minutter, som Transmetas teknologi tilføjede deres batterilevetid simpelthen ikke værd at ofre ydeevnen.

Situationen er den samme i dag, kun nu kræver forbrugerne både hastighed og strømbesparelse. Hvem bryr sig om, at en chip bruger x86-arkitektur, så længe den har nok juice til at afkode high-definition video og ikke tømmer batteriet, før filmen slutter?

Atoms ydeevne er god, men Intel har endnu ikke demonstreret en model med effektegenskaber, der kan sammenlignes med den i den nuværende generation af ARM-chips.

I mellemtiden demonstrerede ARM for nylig en version af sin Cortex A9-processor, der kører på 2 GHz, hvilket viser, at ARM-chips kan skaleres til at håndtere applikationer med høj ydeevne. Og et kommende ARM-produkt lover at forbruge en tredjedel så meget strøm som nuværende tilbud.

I betragtning af numre som disse kan Intels tale om en universel x86-arkitektur ende med at falde for døve ører - især da der ikke er mangel på ARM-programmører på det integrerede marked.

Lad chips falde, hvor de måtte

Men dybe lommer betyder ikke noget, hvis Intel ikke kan gøre sin Atom-forretning rentabel på lang sigt. Mens ARM har gjort sit hjem på det integrerede marked i årevis, er Intel blevet vant til virksomheder med højere marginer. Intel finder muligvis, at det mangler nerven for, at kampen kommer.

Ifølge kilder sælges hver Atom CPU for omkring en tiendedel af prisen på en af ​​Intels Penryn-chips til standard-bærbare computere. Da ARM gør sine chips hurtigere og mere alsidige, vil Intel blive presset til at følge trop med Atom. Men jo mere magtfuld Atom bliver, jo mere kan Atom-salget cannibalisere salget af Intels traditionelle chips med højere margin - hvilket får nogle analytikere til at spekulere på, om dette virkelig er et marked, hvor en virksomhed med Intels forretningsmodel kan få succes.

Men så er det ikke som om Intel har et valg. Stigningen af ​​netbooks, nedgangen i stationære pc'er, den grønne it-bevægelse og smartphoneeksplosionen peger alt sammen på en havændring i computeren. Intel kan omfavne skiftet, men det kan ikke stoppe det.

For ARM og dens mange partnere skal Intels fremtid imidlertid virke som et meget velkendt sted.

Copyright verticalshadows.com 2021