Intel. Как мобильные чипы обогнали гиганта полупроводников
Intel Corp., некогда доминирующий разработчик и производитель микрочипов, лежащих в основе почти всех персональных и облачных вычислений, на протяжении нескольких лет постепенно уступает позиции своим конкурентам.
«Если бы не революция в области смартфонов, Intel все еще контролировала бы рынок центральных процессоров», — утверждает Патрик Мурхед, президент исследовательской компании Moor Insights & Strategy. Сегодня крупнейшие производители электроники, такие как Apple и Samsung, могут устанавливать кастомизированные чипы, которые стоят столько же или меньше, чем у Intel, при этом не уступают (а в некоторых случаях и превосходят) их по производительности.
Соперники Intel, уже давно переставшие быть разношерстной неоднородной кучкой компаний, сегодня представляют собой крупные организации с доходом в триллионы долларов, и это не считая бесчисленное множество стартапов. Все они вскоре угрожают разрушить гегемонию Intel.
Apple Inc. недавно объявила о прекращении использования чипов Intel в компьютерах Mac, применявшихся с 2006 года. Компания планирует перейти на ЦП собственной разработки. С гораздо меньшей помпой один из давних партнеров Intel, Microsoft Corp., решил использовать собственную модификацию чипа для планшетного ПК Surface Pro X в качестве альтернативы моделям, работающим на процессорах Intel. Google уже давно использует чипы Qualcomm Inc. для своих смартфонов Pixel, а для линейки ноутбуков Chromebook (устройства, работающие на ОС Chrome) — ЦП от других производителей. Более того, есть информация, что компания работает на разработкой собственных процессоров для обоих типов устройств. Между тем Samsung Electronics Co. разрабатывает собственные чипы уже на протяжении 20 лет, хотя продолжает сотрудничать как с Intel, так и с Qualcomm.
Все эти новости объединяет один фактор — потребность в постоянно растущей производительности. В этом году Apple сделала большой упор на «производительность на ватт». Такой метод измерения имеет очевидное значение для устройств с батарейным питанием, но оно также имеет смысл для систем облачных вычислений, на которые сейчас приходится 1% мирового потребления электроэнергии. Чтобы удовлетворить такие потребности, производители электроники выбирают более кастомизируемые микрочипы в качестве основы для своих устройств. Это очень похоже на то, как двигатели разрабатываются специально для конкретных транспортных средств, которые они будут приводить в движение.
Лидер в области настраиваемых чипов — это не производитель, а разработчик, чьи технологии представлены почти в каждом мобильном устройстве, а также в растущем числе ноутбуков, десктопных компьютеров и облачных серверов: Arm Holdings. Эта компания из Кембриджа (Великобритания), лицензирует свои схемы микрочипов как технологическим гигантам, так и стартапам в области аппаратного обеспечения. В общей сложности их клиентами являются более 500 таких компаний. Arm уже захватила 90% рынка процессоров для смартфонов, планшетов и ноутбуков.
За исключением давних отношений с Advanced Micro Devices Inc. и тайваньской компанией Via Technologies, Intel не лицензирует свои разработки микрочипов другим компаниям, чтобы они могли создавать свои собственные версии, не говоря уже о кастомизации их чипов. Компания действительно настраивает свои высокопроизводительные процессоры Xeon под своих крупных клиентов, таких как Amazon.
Лицензиаты Arm могут комбинировать и сопоставлять различное количество «ядер» от этой компании в соответствии с конкретными потребностями. «Заказчик, желающий создать датчик состояния окружающей среды с низким энергопотреблением — скажем, для измерения температуры — может создать чип с единственным ядром. В то же время 8-ядерный чип смартфона способен сочетать мощность и портативность, а сверхбыстрый процессор облачного сервера может иметь до 96 ядер», — говорит Рене Хаас, президент группы продуктов интеллектуальной собственности Arm.
Небольшая группа компаний, у которых есть собственные большие и опытные команды разработчиков микросхем, включая Apple, Samsung, Qualcomm и Nvidia Corp., оплачивает менее распространенный тип лицензии на производство микросхем, внутренняя часть которых разрабатывается самим заказчиком, но при этом она совместима с экосистемой Arm, поскольку они используют одну и ту же «систему команд». Этот вычислительный лингва-франка (т. е. общий язык) составляет самый базовый уровень, на котором программное обеспечение устройства взаимодействует с его оборудованием. В результате появилась обширная экосистема компаний, говорящих на языке обработки данных компании Arm.
Система команд Intel, известная как x86, изначально была разработан для достижения максимально возможных скоростей, и потребление электроэнергии было более низким приоритетом, чем чистая мощность. Компания Arm изначально проектировала мобильные чипы и считала крайне важным низкое энергопотребление. «Сегодня практически пропала проблема выбора приоритета: пока Intel усердно работала над созданием все более высокопроизводительных чипов, система команд Arm по масштабу и сложности почти догнала их», — говорит Энди Хуанг, ветеран-инженер и советник компаний по разработке микросхем.
Конкуренция между двумя этими компаниями сейчас больше сводится не столько к возможности кастомизации чипа, сколько к его скорости, при этом тесты новых процессоров М1 для MacBook от Apple на основе системы команды от Arm показали, что они способны по-настоящему оперативно выполнять задачи. Фактически, самый быстрый суперкомпьютер в мире теперь работает на микросхемах производства Fujitsu Ltd., основанных на технологии Arm.
Вряд ли можно обвинять Intel в том, что она не желает лицензировать свои драгоценные разработки, как это делает Arm. Компания давно считает, что ее конкурентное преимущество обеспечивается контролем над производством за счет заводов по производству микросхем стоимостью в несколько миллиардов долларов. Но, как недавно подробно изучил мой коллега Ака Фитч, у Intel уже давно были проблемы с достижением собственных производственных целей, даже когда ее конкуренты вырвались вперед. Производители аппаратного обеспечения теперь закупают лучшие нестандартные микросхемы у фирм, выпускающих интегральные системы. При этом самые передовые технологии больше не принадлежат Intel, а ее конкурентам, которые фактически производят микросхемы (в основном на базе Arm) — Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. в Тайване и Samsung в Южной Корее.
Другие конкуренты также вторглись на территорию Intel. Nvidia, доминирующая на рынках передовых графических процессоров и искусственного интеллекта, в настоящее время являющаяся крупнейшей по рыночной капитализации американской компанией по производству микросхем, заключила соглашение на покупку Arm Holdings у SoftBank Group Corp. за 40 миллиардов долларов денежными средствами и акциями. Эта сделка станет крупнейшей в отрасли на сегодняшний день, если она успешно пройдет нормативный контроль.
В 2006 году Стив Джобс объявил, что Apple перейдет на Intel, потому что IBM, в то время производившая чипы для Apple, стала отставать в технологическом плане. На протяжении более десяти лет Intel опережала остальных игроков в отрасли по мощности и производительности чипов для ПК и серверов.
Однако примерно в то же время Intel совершила роковую ошибку: генеральный директор Пол Отеллини отказался от просьбы Apple разработать чип для iPhone. Apple начала работу над собственным чипом, основанным на архитектуре Arm, который впервые появился в 2010 году в смартфонах iPhone 4. Поскольку остальная часть зарождающегося мобильного рынка уже находится «на игле» у Arm, можно говорить о том, что у Arm есть все предпосылки занять доминирующее положение.
Эта битва — между вертикально интегрированным подходом Intel и более гибкой стратегией Arm — также перешла в облачную среду, или, скорее, в наземные центры обработки данных, которые ее питают. Amazon Web Services, крупнейший поставщик облачных вычислений, начал предлагать доступ к серверам с собственным чипом Arm, который, по его утверждению, обеспечивает на 40% лучшую производительность для облачных решений, чем чипы Intel, при этом стоит дешевле.
Несмотря на такую конкуренцию, спрос на чипы Intel для облачных серверов не снизился. Компания увеличила выручку за 12 месяцев (до сентября 2020 года) на 11% по сравнению с годом ранее, до 78,1 млрд долларов. В этот период Intel фактически росла быстрее, чем в предыдущие годы, благодаря резкому росту спроса на ПК и серверы во время пандемии. Более того, компания стремилась использовать сохранившийся импульс для расширения в новые направления деятельности, включая обработку графики, обучение искусственного интеллекта, сети 5G и автономное вождение. Генеральный директор Intel Роберт Свон неоднократно заявлял, что компании больше не следует стремиться к доминированию на рынке ПК и серверов, а вместо этого следует стремиться захватить 30% доли «во всем, что использует микрочипы».
Тем временем Arm нельзя останавливаться на достигнутом, если компания хочет и дальше расширять сферу своей деятельности. Когда-то Arm увела клиентов от Intel, обещая им возможности кастомизации и более экономичные способы производства, но всегда может появиться очередной новичок, способный предложить еще более выгодные условия, переманив тех же клиентов у самой Arm. Одним из признаков этого можно считать появление архитектуры чипа RISC-V, созданной в Калифорнийском университете в Беркли. Упрощенная конструкция чипа недавно показала многообещающие результаты по показателю «производительность на ватт». Однако его самым большим преимуществом может стать тот факт, что он основан на открытом исходном коде. Это означает, что любая компания может использовать систему команд RISC-V без уплаты лицензионных сборов, подобных тем, которые требует Arm.
Китайский технологический гигант Alibaba выпустил чип RISC-V с открытым исходным кодом. Он представляет интерес для других китайских компаний, столкнувшихся с трудностями в приобретении западных технологий и интеллектуальной собственности во время администрации Трампа.
Тем временем, сможет ли Intel продолжить рост, будет зависеть от способности компании наростить свое производство. Даже если ставка Intel на диверсификацию в различные области не сработает, тот импульс, который исходит от наличия огромной экосистемы партнеров, несомненно, поможет Intel сохранить свою актуальность в течение долгих лет. А с учетом стремительного роста спроса на процессоры всех мастей, даже самым жестким конкурентам Intel может не хватить ресурсов на то, чтобы полностью выдавить компанию с рынка.
Купите Постерыдля дома, офиса, бара на сайте «Наука и техика» в подарок себе и близким.Новогодний недорогой сюрпризшефу, друзьям, клиентам и сотрудникам.
В наличииПлакаты бронетехники, набор постеровстрелкового оружия, боевой техники. Если вы неравнодушны к авиации, то вас, наверняка, заинтересуют постеры сбоевыми,транспортными или пассажирскими самолетами.