Currently Being Moderated
GalaxyMan

De lange ARM van de wet?

Posted by in Nederland on

Een van de meest boeiende onderwerpen binnen de chipwereld is momenteel het spanningsveld tussen ARM en x86. Diverse bedrijven proberen de traditioneel relatief trage ARM-chips op de prestatieladder omhoog te duwen, ten einde serieus mee te kunnen doen met lucratieve marktsegmenten waar Intel al lange tijd domineert, zoals notebooks en servers. Op zijn beurt heeft Intel zijn zinnen gezet op extreem energiebewuste producten zoals tablets en mobiele telefoons, waar het nu vrijwel alles ARM is dat de klok slaat.

 

Het lijkt in eerste instantie op een nieuw hoofdstuk in het aloude RISC vs. CISC debat, waarin processorarchitecten vochten over de vraag wat de optimale complexiteit van een instructieset is. De redenering van het RISC-kamp was dat een CISC-ontwerp zoals x86 te moeilijk is om te bouwen en daardoor nooit zo efficiënt of snel kan zijn als een eenvoudiger alternatief. Deze strijd was op zijn felst in de jaren ’80 en ’90, toen x86 de standaard werd voor desktops en servers en veel van de concurrenten met naar eigen zeggen elegantere filosofieën in de verdrukking kwamen. Het technische debat rond x86 en ARM is dit keer echter minder relevant, als het dat ooit al geweest is.

 

De reden dat het destijds niemand gelukt is om de opmars van x86 te stuiten is namelijk niet dat alternatieve instructiesets niet beter waren, maar omdat Intel als bedrijf twee grote voordelen had. De eerste waren de goede relaties met partners als IBM en Microsoft, die het gebruikte om de computer zoals we hem nu kennen te definiëren met hardware- en softwarecompatibiliteit tussen verschillende fabrikanten en generaties. Het tweede voordeel dat daar direct uit voortvloeide was schaal: Intel produceert al zijn producten in enorme hoeveelheden en kan het zich daardoor veroorloven voorop te lopen met de beste fabrieken en de investering van duizenden manjaren in de optimalisatie van ieder ontwerp. Het theoretische voordeel van een ‘mooiere’ instructieset bleek niet opgewassen tegen deze harde zakelijke realiteit.

 

De kracht van ARM

 

Sommige bedrijven overleefden de opmars maar van x86 niet, maar anderen hebben zichzelf desondanks uitstekend weten te redden, zoals ook ARM. Dit jaar zullen naar schatting maar liefst 5 miljard ARM-cores verkocht worden, voor alles van koelkasten en scheerapparaten tot de Nintendo 3DS en de iPad. De chips staan er om bekend dat ze zowel compact als efficiënt zijn, waardoor veel mensen denken dat dit de belangrijkste troeven van het bedrijf zijn. In de praktijk heeft het zetten en behalen van bepaalde doelstellingen voor afmetingen of zuinigheid echter vooral te maken met de afwegingen van het management, dat bereid moet zijn om andere zaken zoals prestaties en winstmarge op te offeren.

intel_atom_1st_gen.jpg

Zo klein kon x86 in 2008 al zijn, met TDP vanaf 0.65W...

 

Wat is dan wél de unieke invalshoek van ARM? In plaats van zich direct in de markt te bewegen, verkoopt het bedrijf alleen licenties op zijn instructieset en verschillende (referentie)ontwerpen voor cores. Ruim honderd verschillende bedrijven kopen deze techniek in, baseren hun eigen producten er op en verkopen ze vervolgens door. Dit is de belangrijkste reden dat ARM zich zo diep heeft kunnen nestelen in zoveel verschillende markten; iedereen kan zijn eigen versie maken die precies doet wat nodig is, niets meer en niets minder. Vanwege de cultuur van massaproductie is dat zakenmodel voor Intel nooit een optie geweest, zeker niet omdat de marges op het soort producten waar ARM in gebruikt wordt zowel procentueel als absoluut veel lager zijn dan wat Intel gewend is te verdienen aan zijn chips.

 

Softwarebarrière verdwijnt


Toch is duidelijk dat er iets moet gaan veranderen. Eén van de grootste unieke voordelen van x86 is langzaam aan het afbrokkelen: de softwarecompatibiliteit. Ten eerste door de opkomst van webapplicaties die op ieder platform met een browser kunnen werken en weinig rekenkracht van de cliënt vereisen, ten tweede omdat bedrijven zoals Microsoft hun steentje bijdragen door hun populaire producten geschikt te maken voor ARM en ten derde omdat steeds meer applicaties draaien op virtuele machines, zoals de ‘apps’ van Android of software geschreven in .NET en Java. Verhuizen naar een andere architectuur is nog steeds pijnlijk, maar het wordt langzaam maar zeker minder.

 

Er van uitgaande dat deze trend doorzet blijven er nog vier factoren over waar Intel het op lange termijn mee kan winnen van de ‘nieuwe’ concurrenten: prestaties, prijs, efficiëntie en features. Met de prestaties zit het wel goed; voor bijna alle benchmarks maakt het de snelste processors ter wereld en tick-tock blijft gewoon doorlopen de komende jaren. Het is bijna ondenkbaar dat ARM deze achterstand binnen afzienbare tijd gaat inhalen.

Omdat de concurrentie minder transparant is met zijn prijzen is het moeilijk om hier iets over te zeggen, maar het gerucht gaat in ieder geval dat de volgende generatie Atoms enkele tientallen procenten goedkoper verkocht zal worden dan zijn voorganger. Intel lijkt dus bereid te zijn een stuk van zijn traditioneel hoge marges op te offeren om zijn marktaandeel te vergroten.

 

Intel spant zijn spierballen


Efficiëntie is echter een ander verhaal. ARM-gebaseerde chips zijn nog steeds een stuk zuiniger dan een Atom op hetzelfde prestatieniveau. Intel gaat echter zijn spierballen spannen om daar verandering in te brengen. De Atom-serie zal dit jaar nog naar 32nm gaan, volgend jaar naar 22nm en het jaar daarna alweer naar 14nm! De stap naar 22nm is bijzonder omdat de transistors op dat moment niet alleen verkleind worden, maar ook van een platte structuur naar 3d gaan, waardoor ze nóg zuiniger worden - eigenlijk een dubbele sprong dus. Uiteraard zullen ook ARM-chips ook niet stil blijven staan, maar Intel loopt voor op de rest van de industrie en daar zal Atom binnenkort van gaan meeprofiteren.

 

Verder is recent aangekondigd dat het vermogensplafond van de mobiele processors omlaag gaat. Waar nu de meeste notebookchips tussen de 35W en de 45W zitten, zal dat met de komst van 22nm-productie zakken naar 10W tot 20W, zodat het mogelijk wordt om dunnere en lichtere notebooks te maken. Hiermee wordt het gat waar de concurrentie op in wilde springen dichtgetrokken.

 

 

ea75542c047ed8c117696ef77e673488.jpg

 

Alles naar de SoC


Wat dan nog rest zijn de features. Om bijvoorbeeld een mobiele telefoon te maken is veel meer nodig dan alleen een algemene processor. Denk aan een grafische processor, diverse modems, sensors, geheugens, controllers en mediacodecs. De huidige Atom biedt de meeste van deze dingen niet standaard en dat is een van de voornaamste redenen dat er nog geen noemenswaardige telefoons met ‘Intel Inside’ op de markt zijn: het is duur en stroomverkwistend om al deze features toe te voegen met losse chips. Bovendien is zijn consumenten gewend aan dunne en kleine gadgets, waardoor er weinig ruimte op de printplaat is.

 

Wie serieus mee wil doen in mobiele apparaten moet daarom System-on-Chip (SoC) producten leveren, waarin alle nodige functies zijn geïntegreerd. Intel heeft er al een paar op de markt voor settopboxen, maar zal vanaf 32nm ook voor tablets en telefoons gaan inzetten. Dankzij een modulair ontwerp wordt het eenvoudig om verschillende varianten op de markt te brengen. Wie daarmee nog steeds niet aan zijn trekken komt kan voor de FPGA-optie gaan, zodat een deel van de chip naar wens ingedeeld kan worden. Hele grote klanten zullen mogelijk zelfs een versie op maat kunnen (laten) maken, zo gaan de geluiden.

 

Conclusie


Dat brengt ons terug naar de situatie van de jaren ’80. Er is een klein theoretisch voordeel voor ARM, maar de markt is versnipperd terwijl Intels schaalvoordeel en productievoorsprong alleen maar groter zijn geworden. Het grote verschil is dat het softwarebarrière dit keer minder belangrijk is, maar dat is iets wat natuurlijk ook de andere kant op kan werken. Hoewel aandeelhouders van Intel al langere tijd mopperen dat men niet eerder en krachtiger op de ARM-spelers heeft gereageerd, is er geen reden om aan te nemen dat het nu te laat is. De komende jaren gaat een bijzonder interessant schaakspel zich ontvouwen, waarin de winnaars en verliezers nog lang niet vast liggen.

Comments

Filter Blog

By author:
By date:
By tag: