Две наиболее распространенные микропроцессорные архитектуры – x86, и ARM (Advanced RISC Machine), продвигаемые компанией Intel и ARM соответственно, до недавнего времени относительно мирно делили рынки применений. Однако технологии не стоят на месте и уже наметились тенденции взаимного посягательства той и другой архитектуры на традиционные вотчины друг друга. Краткий анализ состояния проблемы на сегодня мы можем вам предложить прямо сейчас, но кто победит в будущем покажет только время.
Большую часть рынка переносных мобильных устройств (по оценкам многих экспертов этот рынок будет самым быстрорастущим сегментом потребительской электроники после кризиса) сегодня занимают модели, построенные на ARM-процессорах. Теперь и компания Intel обозначила свои амбиции в этом секторе.
С появлением процессоров Intel Atom, отличающихся относительно низким энергопотреблением (в среднем по линейке около 4 Вт), все заговорили о скором и окончательном вытеснении чипов ARM-архитектуры из переносных потребительских устройств типа неттопов и нетбуков, и применении Atom в смартфонах, медиателефонах, КПК.
Однако процессоры с архитектурой ARM пока прочно удерживают позиции в сегменте мобильных систем. Более того, ARM медленно, но неуклонно наращивает производительность, сохраняя низкое энергопотребление, и серьезно претендует на свою долю рынка нетбуков и даже ноутбуков. По оценкам оптимистично настроенных аналитиков эта доля к 2012 году может составить от 20% до 55%. Хотя, конечно, последняя цифра выглядит уж чересчур радужной.
Попробуем разобраться в этом вопросе объективно. Очевидно, что конкурентными преимуществами и главными факторами, определяющими применение той или иной архитектуры в различных приложениях, является относительно высокая производительность для Intel и низкое энергопотребление для ARM. Чтобы не быть голословными, рассмотрим для примера новое семейство процессоров Intel Atom, которые разработаны специально для устройств класса MID (mobile Internet devices). Эти процессоры производятся по технологическим нормам 45 нм. При рабочей частоте до 1,8 ГГц они потребляют 2,5 Вт.
Для сравнения ядро ARM Cortex-A8, разработанное в 2005 году и выполненное, по технологии 65 нм, может работать на частоте около 1 ГГц и потребляет при этом всего 300 мВт. На такой частоте Cortex-A8 способно выполнять порядка 2000 DMIPS (миллионов операций в секунду по тесту Dhrystone). К тому же, несмотря на более высокие технологические нормы, кристаллы Atom имеют площадь 9×9 мм, в то время как Cortex-A8 — 3×3 мм, что в лучшую сторону сказывается на себестоимости последних.
Понятно, что производительность конкретного процессора определяется не только его тактовой частотой. Но мы будем для удобства оценки оперировать именно этой характеристикой, поскольку на наш взгляд она все же основная и наиболее информативная.
Для мобильных, и особенно карманных устройств не призванных решать сложные вычислительные задачи разницу между 1 ГГц и 1,8 ГГц потребитель может и не заметить. Зато он точно заметит разницу скорости разряда аккумулятора у аналогичных моделей на разных архитектурах. И эта скорость будет отличаться в разы не в пользу Atom. Очевидно, что для мобильных устройств, таких как смартфоны, iPod-ы, навигаторы, потребление порядка 2,5 Вт слишком велико, и пока у процессоров Atom оно не снизится хотя бы втрое, ожидать завоевание этого рынка не следует.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что на сегодняшний день линия фронта между ARM и Intel Atom проходит по мобильным карманным устройствам. Что будет дальше пока прогнозировать сложно. Все будет зависеть от усилий компаний в направлении преодоления сдерживающих факторов, мешающих проникать на смежные рынки, а именно — увеличении производительности для ARM и снижения энергопотребления для Intel.
Известно, что ARM активно работает в этом направлении. В 2010 году ожидается появление ARM Cortex-A9, представляющего собой двухядерную версию Cortex-A8.
На производство процессоров Cortex-A9 уже получили лицензии такие компании как Texas Instruments, STmicroelectronics, Nvidia, NEC, Toshiba. Причем Nvidia объявила о намерении производить MID на базе этих процессоров, а это уже рынок нетбуков.
Кроме всего прочего на потребительском рынке фактор цены имеет далеко не последнее значение. И пока это соревнование Atom также проигрывает.
Видимо последнее обстоятельство и вынудило Intel заключить стратегическое соглашение с крупнейшим тайваньским контрактным производителем — компанией Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC). По этому соглашению TSMC будет производить системы на кристалле (SoC) на базе ядра Intel Atom для рынка потребительской электроники. Необычность этого контракта состоит в том, что Intel, как правило, не позволяет использовать свою технологию другим производителям процессоров. Но в данном случае мы наблюдаем исключение. Если немного пофантазировать, то не доживем ли мы до момента, когда Intel будет лицензировать свои ядра также, как сейчас это делает ARM? Время покажет.
Совсем иная картина вырисовывается на рынке классических встраиваемых систем — бортовой аппаратуры, систем управления производством и техпроцессами, где потребление 2…5 Вт является вполне приемлемым. Производительные Atom здесь имеют все шансы серьезно потеснить ARM.
Особую интригу приобретает недавняя покупка Intel компании Wind River Systems, специализирующейся на разработке ПО, в том числе и операционных систем реального времени на базе ядра Linux для военных и аэрокосмических приложений. Среди заказчиков фирмы такие компании как Sony, Verizon, Boeing и BMW.
Одной из целей покупки может быть как раз продвижение процессоров Atom во встраиваемые системы специального назначения, где на сегодня доминирует архитектура ARM. С другой стороны, Intel из компании с имиджем поставщика «железа», владея Wind River Systems становится полноценным поставщиком ПО для встраиваемых систем, спецификой которых, особенно у военных заказчиков, является долгое время жизни продукта. Поэтому, хотя приоритет и будет отдан платформам на процессорах Atom, поддержка архитектуры ARM несомненно сохраниться, и, кто знает, не вернется ли Intel в ближайшем будущем к ARM-архитектуре от которой компания в свое время отказалась, продав подразделение, выпускавшее процессоры XScale фирме Marvell (www.marvell.com), поскольку не считала это направление перспективным для себя бизнесом.
А пока Intel собирается предложить несколько вариантов уже готовых к применению комплексных программно-аппаратных платформ с операционной системой реального времени VxWorks от Wind River на базе ядра Atom. Это может говорить только об одном — аналитики компании Intel оценивают рынок встраиваемых систем как один из наиболее перспективных.