Apple, yarı iletken alanında bir "Kral Patlaması" kurdu! Qualcomm ve Samsung, birkaç yıldır kaderlerinden kaçmak için mücadele etti
Akıllı telefonlar alanında, Appleın komut setinden mikro mimariye kadar geliştirdiği 64-bit yongalarının dünyada yenilmez olduğu söylenebilir. Samsung ve Qualcomm gibi çip endüstrisi liderleri bile pazardaki konumlarını sarsamazlar.
Bununla birlikte, bu kez MWC 2018'de, Samsung ve Qualcomm'un, GeekBench'in performans testi verilerinde geçen yıl piyasaya sürülen Apple A11 yongasının yalnızca yaklaşık% 20 gerisinde olan kendi mikro mimarilerine dayanan cep telefonu işlem yongalarını piyasaya sürdüklerini görebiliriz. Aynı nesil ürünlerinin performansının sadece yarısına ulaşılabilmesi artık bir ikilem değil, kendi geliştirdiği mikro mimarinin belirli sonuçlar getirdiği söylenebilir. Bununla birlikte, kesin olarak konuşursak, performans farkı hala oldukça açık ve bu modeli önümüzdeki birkaç yıl içinde değiştirmek zor olacak.
Şekil MWC 2018 yeri
Huawei ilk yıllarda mikro-mimarinin kendi kendine araştırılmasına da yatırım yapmış olsa da, 2018'de MWC ile ilgili hiçbir bilgi açıklanmadı. En yeni Kirin 970, standart ARM genel sürüm mimarisine dayandığından, genel performans A11'in yaklaşık yarısı kadardır ki bu oldukça büyük bir boşluktur. Büyük. Bay DT düşünüyor, Huawei'nin kendi geliştirdiği mikro mimari yongaları, yıl sonunda yeni üst düzey cep telefonlarıyla birlikte piyasaya sürülmeli ve AI çekirdeği de bu süre zarfında Qualcomm, Samsung ve hatta Apple'ın üst düzey cep telefonu pazarındaki zorluklarını karşılamak için bazı değişikliklere uğrayacak.
MediaTek, Rockchip, Allwinner gibi şirketler ve fiyat-performans oranı peşinde koşan diğer şirketler, temelde kendi geliştirdikleri mikro mimariyle hiçbir ilgisi yoktur. ARM tarafından resmi olarak yayınlanan mimarinin performansı nedir? Temelde bu şirketlerin ürünleri ne kadar uzun. Bu ne sürpriz. Dolayısıyla Apple ürünlerinin büyük oranda gerisinde kalması öngörülebilir bir sonuç ancak bu firmaların hedef pazarları üst düzey konumlandırma olmadığı için çok fazla beklemeye gerek yok.
Bu nedenle, Appleın o zamanki ARM komut düzeninin ödüllendirici olduğu söylenebilir ve yatırım faydaları sürpriz olmasa bile birkaç yıl devam edebilir. Elbette, Appleın yonga geliştirme ve düzenine yaptığı sermaye yatırımı diğer yonga üreticileriyle karşılaştırılamaz. nın-nin, Liderliği ele alsa bile, sürekli yatırım, Apple'ın gelecekteki mutlak avantajının anahtarıdır.
Apple bir "Kral Patlama Oyunu" kurdu
Her durumda, her şey cep telefonu ve yarı iletken endüstrileri üzerinde derin bir etkisi olan eski ama bilinmeyen bir hikaye ile başlamalı ve ardından ARM mimari pazarındaki mevcut değişikliklere geri dönüp bakmalıdır.
Tüm bunlar Apple tarafından belirlenen oyunla başlamalıdır. Yarı iletken endüstrisinde derin niteliklere sahip ve büyük işlemci üreticilerinde önemli pozisyonlarda bulunan bir kişi, Sayın DT'ye şunu açıkladı: Apple'ın kendi yongalarının düzeni, ARM olan IP tedarikçisine bile uzanacak.
Peki, en yukarı akış yongası olan ARM, Apple'dan nasıl etkileniyor? Bu, ARM'ın 64 bit mimarinin geliştirilmesine yönelik olumsuz tutumuyla başlar.
ARM, üst düzey Cortex-A mimarisini piyasaya sürdüğünden bu yana, 32-bit'e sadık kalıyor ve 32-bit performansın, PC veya sunucu pazarında bile kullanmak için yeterli olduğunu vurguladı, X86 ile aynı seviyede olabilir. Ancak gerçekte, ARMün 32-bit talimatları mobil pazarda iyi performans gösteriyor, ancak büyümeleri sınırlı. Gelecekte uygulama karmaşıklığının artmasıyla birlikte, dahili 4GB bellek adresleme sınırı, tüm uygulama ekosisteminin laneti olacak. Piyasada, ARM mimarisi 64 bit adresleme yeteneklerinden yoksundur ve neredeyse hiç pazar alanı yoktur.
64-bit'e ilerlemediği takdirde, ARM mimarisi sadece sunucu pazarında boş kalmayacak, aynı zamanda mobil pazar, düşük güçlü mobil pazarını yeniden çalıştıran X86 mimarisi tarafından yıkılmış olabilir.
ARM 2012'de nihayet uzun vadeli işlemci listesine 64 bitlik bir mimari ekledi.X86 mimarisinin gerisindeydi ancak bu tamamen ARM'ün elinden değildi.
Apple, mobil pazardaki A serisi işlemcilerin performans avantajlarını korumayı ve uygulamayı, dizüstü bilgisayar ve PC pazarlarını X86 mimarisinin yerini alacak bir silah olarak içerecek şekilde genişletmeyi umuyor. Ancak 64 bit mimarinin gelmesini bekledikten sonra, ARM ile iletişim kurmak ve yıllardır üzerinde çalıştığı 64 bitlik komut seti tasarım önerilerini sunmak için inisiyatif almak zorunda kaldım. Apple, toplam 26 adet 64-bit talimat tanımladı. 2012'de yayınlanan ARM v8.0a 18 talimat kullandı ve ertesi yıl ARM v8.1a kalan 8 talimatı tamamladı.
Bundan bahsetmişken, Apple'ın A serisi yongalarının performansının aynı dönemdeki ürünlerden daha yüksek olmasının nedeni konusunda biraz net olmalısınız.
Elbette, adil bir IP sağlayıcısı olarak ARM, teorik olarak herhangi bir tarafa karşı önyargılı olmamalı ve önyargılı olmamalıdır.Apple tarafından önerilen 64 bit mimari tasarım, büyük müşterilerin talebi üzerine tanıtılmış olsa da, tamamlandıktan sonra da yetkilendirmeye açık olacaktır. Apple, bu talimat setlerine ücretsiz olarak katkıda bulundu ve sonunda tüm çip üreticileri bunu yetkilendirerek kullanabildi.İlk bakışta, rakiplerin bundan yararlanmasına olanak tanıyan diğerleri için bir gelinlik.
Şekil Apple A5, A6 işlemciler
Ama aslında, Apple, yonga tasarımında sağlam bir temele sahiptir ve A5'ten sonra kendi yonga mimarisini tasarlamaya geçmiştir.Son 32-bit yonga A6, kendi mikro mimarisini tasarlamıştır.İlgili talimat setinin gerektirdiği destekleyici optimize edilmiş mimari konusunda nettir. Öte yandan, 64 bit ARM genel sürüm mimarisini uygulayan üreticiler piyasada hayal kırıklığına uğradı ve şikayet ettiler.
ARM, mikro mimarinin genel versiyonunu geliştirmeye devam etmesine rağmen, Apple zaten piyasada liderliği ele geçirdi. Qualcomm, Samsung ve Huawei, mimarinin genel versiyonunu benimsemeye devam etmenin Apple ile mesafeyi daraltamayacağına inanıyor, bu yüzden 64 bit tabanlı araştırma ve geliştirmeye yatırım yaptılar. ARM komut setinin kendi mikro mimarisi var, ancak pazar boşluğu zaten var.Şimdi bile, Apple, işlemci mikro mimarisinin verimliliği açısından, X86 seviyesine yaklaşsa bile, diğer çip tasarım satıcılarının çok ilerisinde.
Dolayısıyla Apple, 64 bit mimarisi için çok geniş kapsamlı bir plan hazırladı ve etkisi devam edecek.
Ancak, SoftBank tarafından ARM satın alındıktan sonra, IoT pazarında çeşitli karşılık gelen çözümlerin lansmanının yanı sıra, sunucu pazarını da aktif olarak konuşlandırdı.Apple tarafından geliştirilen 64 bitlik yola sadık kalmadı, bunun yerine daha fazlasını ekledi. Uygulama olanakları.
Ancak geçtiğimiz birkaç yıl içinde Apple'ın geride bıraktığı mobil çip tedarikçileri yavaş yavaş kendi yollarından çıktılar ve sonuçta tavsiye edilen genel sürümü takip ederlerse Apple'a asla yetişemezler. Kendi mikro mimarilerini geliştirerek, bu üreticiler Apple ile mesafeyi kademeli olarak daralttılar.
Apple sadece 64 bit ARM mimarisini kazanmakla kalmıyor, aynı zamanda performansta da liderliğini sürdürüyor
Hepimiz Appleın A serisi yongalarının 64-bit ARM mimarisine ilk girenlerin olduğunu biliyoruz. Diğer çözümler Appleın neredeyse bir yıl gerisinde kalıyor. Asıl sebep, daha önce de belirtildiği gibi, Apple'ın resmi 64-bit mimari talimatlarını ARM kadar erken tanıtmasıdır. Koleksiyondan önce kendi mimarisinin gelişimi planlandı.
Bunun bir sebebi daha var, o dönemde cep telefonları gibi mobil platformlarda 64 bit uygulama geliştirme deneyiminin olmamasının yanı sıra çip üreticileri Apple'ın gördüğü farkı göremiyorlardı, sadece bir hile ile sonuçlanacaklarından, yeni mimarilerin yatırımı ve geliştirilmesinin balon olabileceğinden endişe ediyorlardı. 64 bit mimarinin kökeni de büyük yonga üreticilerini tedirgin etti, bu yüzden arkanıza yaslanıp Apple'ın liderliği ele geçirmesini izlemek konusunda tereddüt ettiler.Apple, pazarın dikkatini aldıktan sonra mobil pazarında 64 bit devrimi tetikledi.
A4 ve A5 çipleri ARM'ın resmi IP'sini kullanır ve gerçek performansın sadece sıradan olduğu söylenebilir.GPU'nun yardımı olmadan genel ARM mimarisi ile bir boşluk kalmaz. A6 kendi geliştirdiği hızlı mikro mimariyi kullanmasına rağmen, performansı rakip ürünlerden yalnızca biraz daha iyidir. Boşluğu gerçekten açan şey, Cyclone mimarisine dayanan A7 işlemci olan birinci nesil 64-bit mimaridir.
Şekil Apple A7 işlemci
Cortex-A57'nin standart genel sürümüne dayanan diğer çağdaş ARM tabanlı yongalarla karşılaştırıldığında Cyclone mimarisi, talimatların yayın genişliğini standart 3'ten 6'ya yükseltir ve yonga üzerindeki önbelleği ve erişim bant genişliğini büyük ölçüde artırır. A7 tabanlı terminal ürünleri, 2013'ün sonundan itibaren kademeli olarak piyasaya sürülmüştür. Buna karşılık, sektörün ilk 64-bit ARM mimarisi Cortex-A57, 2015'in başlarına kadar piyasaya çıkmadı ve A57, 32-bit mimari A15'e sadece 64-bit talimatlar eklediğinden. Optimizasyon olmadan birçok şey eşit oranlarda büyütülür, konfigürasyon çok dengesizdir ve yonga döküm süreci buna ayak uyduramaz, yongaların ilk dalgasının ve terminal çözümlerinin performansının son derece sefil olduğu söylenebilir.
2015'te Apple, Android üst düzey ürün kampını ezmek için Cyclone ikinci nesil mikro mimarisine dayalı A8'i ve Twister mikro mimarisine dayalı A9'u doğal olarak kullandı.Tasarım konseptleri de oldukça tutarlıdır ve orijinal yüksek frekanslı tasarımı büyük ölçekli senkronize komut kod çözme yetenekleriyle değiştirmiştir. , Yönerge setinin daha verimli çalışmasını sağlamak için bant genişliğini ve önbelleği artırırken, aynı dönemde yonga üreticileri çalışma frekansını ve Apple'ın umursamadığı diğer özellikleri vurgulamaya devam ediyor.
Bu nedenle Apple, nispeten yüksek performans altında uzun süre istikrarlı bir şekilde çalışabilirken, diğer ürünler genellikle yalnızca çok kısa bir süre tam kapasitede çalışabilir ve daha sonra güç kapısıyla karşılaşır ve frekansı düşürmeye zorlanır. , O dönemin temsilcisi Snapdragon 810, önceden ayarlanmış frekansın yarısından daha azında bile kararlı çalışmayı zar zor koruyabiliyor. 8 çekirdekli olarak adlandırılmasına rağmen, gerçek performans Apple'ın çift çekirdekli ürünlerinin çok gerisinde.
Mobil alan hakim olsa da, X86'yı değiştirme planı başarılı değil
Daha önce de belirtildiği gibi, Appleın 64 bit ARM mimarisi aslında yalnızca cep telefonları gibi mobil terminaller için değil, Mac hesap makinelerindeki işlemcilerini tamamen değiştirmeyi amaçlıyor. Ancak ideal olan çok dolu. Gerçek şu ki, 64-bit komutların eklenmesine rağmen, ARM'nin temel yapısı büyük ölçekli ve yüksek frekanslı operasyonlar için uygun değildir.Apple birçok girişimde bulunmuş olsa da yine de çabanın yarısıdır.
Geçtiğimiz birkaç yıl içinde Intel'in pazarda rakibi olmadı. Çekirdek mikromimarisi on yıldan fazla sürdü ve hala ortadan kaldırılamıyor.Apple dahil müşterileri her yıl diş macunu sıkma uygulamasından çok memnun olmasa da, yalnızca bunun için ödeme yapabilirler. Intel yatarak para kazanıyor olsa da, Apple'ın her hareketini görmezden gelmeye cesaret edemiyor.
Apple yeni mimariyi zorladığı sürece Intel, performansın çok ilerisinde olan ürünleri piyasaya sürecek ve özel pazarlar için bazı küçük revizyonlar veya işlemci ürünleri bile Apple'ın işlemciyi gerçek anlamda değiştirmesini önlemek için Apple'a öncelik verecek. karar.
Bu stratejinin de çok etkili olduğu kanıtlandı.Şimdiye kadar Apple'ın işlemci mimarisini değiştirmesi sadece söylentiler aşamasında kaldı ve gerçekleşmedi. Elbette, Apple'ın NB ürünlerini ARM mimarisine dayalı olarak tasarlamasına yardımcı olan belirli bir dökümhane var. Bunun nedeni yalnızca pazar stratejisi ayarlamaları, düşük ürün performansı veya Intel'in ilgili ürünlerden gelen baskıydı. Sonunda bebek öldü.
Apple'ın ilgili planları iyi gitmese de, gelecekte Intelin çip ürünlerini değiştirmeye kesinlikle devam edecek. Sonuçta Appleın en yüksek kuralı, tek bir ürün türünün ikinci bir tedarik kaynağına sahip olması ve Intelin çok uzun süredir tekelinde olmasıdır. . Diğer bir deyişle Apple, Intel'in gerçekten çok şey kazandığını düşünüyor.
Bununla birlikte, AMD teslim olduktan sonra, Apple'ın farklı bir kararı olabilir, ancak her şeyin yine de pazar seçimine ve Apple'ın stratejik yönüne dönmesi gerekiyor.
Apple tarafından 64-bit ARM'e itilen, derebeyi olmasına rağmen müşterilerinin farklı niyetleri var
ARM, Apple'ın mimarisini kullanmasına rağmen, kayıtsız ve tereddüt etmedi. V8.0a - v8.1a, mobil platformun 64-bit'e taşınması için tasarlandı ve PC pazarının gerektirdiği yüksek performansı hesaba katmayı umuyor. Sonraki ARM v8.2a, sunucunun gerektirdiği yarı hassasiyetli kayan nokta hesaplamalarını, geliştirilmiş bellek modellerini ve RAS (Güvenilirlik, Kullanılabilirlik ve Hizmet Verebilirlik) desteği ve istatistiksel analiz uzantılarını ve 3'ten az ARM, aylar içinde işlemcinin güvenlik özelliklerini geliştiren v8.3a'yı yayınlarken, 2018'de piyasaya sürülen v8.4a, şifreleme ve bellek yönetimini bir kez daha güçlendirdi. Buradan da görülebilir, Gelecekte ARM, sunucular da dahil olmak üzere kapsamlı bir pazar düzeni elde etmeyi umarak, mobil işlemcilerin IP tedarikçisi rolünden kademeli olarak çekildi.
Bu mimarilerin yerleşimi nedeniyle sunucu pazarı nihayet gelişti. Bazı bulut hizmeti müşterileri de ARM mimarisine dayalı sunucu yongaları kullanmaya başladı. , Ve artık Intel'in mimarisini tercih etmeyin.
Öte yandan, ARM'nin SoftBank tarafından satın alınmasından sonra, sadece NRE ve bir defalık teknoloji lisans ücretleri üç kattan fazla artmadı, aynı zamanda patent ücretlerinin oranı da her yıl önemli ölçüde arttı.Neyse ki, cep telefonu pazarında hala kötü Qualcomm ve Microsoft oyuncuları var. Yüksek teknoloji lisans ücretleri alınıyor, bu nedenle artış belli değil gibi görünüyor, ancak diğer IoT veya gömülü alanlarda çip çözüm üreticileri üzerinde büyük bir yük oluşturdu.
Ama aslında, Samsung bile artık buna dayanamıyor. Başlangıçta, Samsung üst düzey mimari abonelik modelini benimsedi. Yeni bir mimari piyasaya sürüldüğü sürece, Samsung bunu doğrudan kullanabilirdi. Ancak, daha sonra yerine kullanılan mimari yetkilendirmeyi imzalamak için değiştirildi. Her şey dahil.
Buna ek olarak, ARM fiyat artışının devam edeceğini ve pek çok düşük seviye gömülü yonga tasarımcısının buna dayanamayacağını kesinlikle biliyor.Bu nedenle, Cortex-M0'dan M3'e kadar birçok alt uç MCU çekirdeğini içeren, ilk patenti muaf tutan DesignStart projesini de önerdi. Ücret eşiği ilk bakışta çok uygundur. Bununla birlikte, bu mimariler aslında çok eskidir ve performans, mevcut IoT'nin gerektirdiği performans eşiğinin biraz altındadır, bu nedenle müşteriler yeni uygulamalar geliştirmek istiyorsa çoğu DesignStart projesini kullanmayacaktır. Ve ARM yeni bir mimariyi her başlattığında, fiyat artmaya devam edecek ve eski plan fiyatı her yıl artıracak.
Bu nedenle, ARM'in geliri de artıyor.
Piyasa, ARM'in yavaş yavaş başka bir devin tekeline doğru ilerlediğini ve tetikte olmaya başladığını gördü.Bu nedenle, giderek daha fazla insan ANDES, RISC-V dahil olmak üzere daha makul ve hatta özgür mimarileri benimsiyor, ancak bu mimariler anahtar Şirketin sıra dışı yürütme kabiliyeti, cep telefonları gibi üst düzey bilgi işlem ortamlarının ihtiyaçlarını karşılayamamakla birlikte, düşük kaliteli gömülü ortamda birçok uygulama örneği ortaya çıkmaya başlamıştır. Ekosistem yavaş yavaş olgunlaştı.Örneğin, MediaTek, WD ve Huawei de RISC-V'nin destekçileri haline geldi ve ilgili çözümler geliştirildi ve performans ve güç tüketimi de pazar tarafından kabul edildi.
Doğal olarak, overlord olma yolunda sürekli zorluklar var. ARM, kendisini işlemci IP endüstrisinin efendisi olarak göstermeyi umuyor ve doğal olarak çeşitli testlerle karşılaşmak zorunda. Şu anda, bu testler hala pediatri aşamasında ve ARM için herhangi bir tehdit oluşturmuyor. Ancak efendiler genellikle düşmanı küçümser ve kendi ihtiyaçlarını çok önemli görürler, böylece müşterilerin sesini görmezden gelmek için, ARM'in gelecekte de aynısını yapıp yapmayacağını izlemeye değer.
