Microsoft namiguje: ARM je prihodnost

Razlika med ARM in x86

Če se izognemo za mnoge dolgočasnemu skrajno tehnološkemu žargonu, lahko razliko med procesorji, ki temeljijo na arhitekturi ARM, in tistimi, ki temeljijo na arhitekturi x86, opišemo zelo na kratko. Procesorji x86, ki so predvsem na področju računalnikov in oblačnih storitev dominirali približno 20 let, v primerjavi z ARM-procesorji ponujajo večjo surovo moč. ARM je bil že v osnovi zasnovan za bolj mobilne naprave, zato zmaga na področju varčnosti in oddane toplote. To je glavna razlika. Ker pa je tehnološki napredek nepopisno hiter, so procesorji ARM z leti začeli dohitevati (in celo prehitevati) zmogljivost, ki jo ponujajo procesorji x86. Malodane vse mobilne naprave, vse od telefonov do tablic in pametnih ur, danes poganjajo procesorji, ki temeljijo na arhitekturi ARM, medtem ko na področju prenosnikov, namiznih računalnikov in strežnikov še vedno kraljuje x86. A v naslednjih desetih letih se utegne vse spremeniti.

Apple ni bil prvi

Odkar je Apple predstavil svoje prenosnike s procesorji M1, ki temeljijo na arhitekturi ARM, se tehnološki navdušenci sprašujejo, kdaj bo "epidemija" te mobilne arhitekture povsem pometla z vročimi, manj varčnimi in ne več zares zmogljivejšimi procesorji x86. Pri tem mnogi pozabijo, da Apple ni bil prvi, ki se je pogumno podal v nove vode ARM. Microsoft je v napravah Surface že leta ponujal posebne različice z ARM-procesorji, ki so bile varčnejše, manj vroče in ves čas povezane s spletom. Zanimivo drobovje v dodelanem ohišju pa za večino ni bilo dovolj, da bi spregledali glavno hibo prenosnikov Windows z ARM-procesorji: slabo zmogljivost. In s tem preidemo na glavno hibo procesorjev ARM.

Glavna težava

Težava, ki stoji na poti popolnega premika k naprednejši arhitekturi, je, da morajo biti programi napisani za nove procesorje. Vse aplikacije, ki so napisane za arhitekturo x86 in ne za ARM, je treba na ARM-napravah poganjati prek emulacije (poganjanje enega sistema znotraj drugega). Microsoft, ki se že leta trudi popularizirati ne-x86 procesorje v svojih napravah Surface, je na področju emulacije programov pogrnil. Glavna hiba je bila, da so vse aplikacije, napisane za x86 (kar so malodane vsi programi Windows), v emulaciji na napravah ARM delovale porazno slabo. Da bi bila situacija še slabša, Microsoft vse do letošnjega decembra na napravah ARM ni ponujal emulacije 64-bitnih programov, napisanih za x86. Velika večina programov, ki bi jih potrebovali za vsaj približno profesionalno delo, do letošnjega decembra na novi Microsoftovi napravici ARM Surface niti ne bi delovala, tisti, ki bi, pa bi bili ohromljeni s stalnim zatikanjem.

Emulacija

Če bi Microsoft emulacijo programov bolj dodelal, bi bržčas popularnost arhitekture ARM že prej zacvetela. A Microsoftove napake so bile motivacija za Apple. Njihov M1 je s pomočjo emulacije Rosetta 2 malodane vse programe, napisane za x86, sposoben poganjati na novih ARM-napravah. In v večini primerov to opravi vsaj solidno, če ne celo odlično. Poleg odlične emulacije, ki je več generacij pred Microsoftovo izvedbo, ima Apple prednost še v popolnem nadzoru nad izdelavo tako programja kot strojne opreme. Ker imajo popolno oblast nad tem, kako bo izdelan procesor in kako se bo z njim "pogovarjal" operacijski sistem, lahko že takoj dostavijo izredno dodelan produkt. Poleg tega si lahko s svojo popolno oblastjo nad "hardverom" in "softverom" privoščijo radikalen premik k novi arhitekturi in pri tem vedo, da bodo razvijalci programov sledili, ker druge izbire ne bodo imeli.

Kje je prednost Appla?

Če je bil Microsoft za izdelavo ARM-procesorjev odvisen od tretjih proizvajalcev, poleg tega pa so razvijalci programov ves čas dobro vedeli, da bo velika večina njihovih strank še dolga leta ostala na x86 napravah, je pri Applu slika drugačna. Že poleti so napovedali, da bodo v pičlih nekaj letih popolnoma prešli na naprave z arhitekturo ARM, pri čemer izjem ne bo. Vsi razvijalci, ki si želijo ostati konkurenčni na njihovi platformi, bodo morali v tem času programe napisati za procesorje ARM. Če tega ne bodo storili, bodo njihovi programi za vedno ohromljeni, ker se jih bo dalo poganjati le prek emulacije. Čeprav je bil ARM prisoten že več let, vse do Applove predstavitve prenosnikov z M1 nihče ni verjel, da utegne povsem povoziti procesorje x86.

Hladni tuš za konkurenco

Le dober mesec dni po Applovi predstavitvi se je Microsoft začel zavedati svojih napak na področju ARM. Apple je dokazal, da so ARM-procesorji v prenosnih računalnikih na vseh področjih, od zmogljivosti do varčnosti in toplote, boljši od procesorjev x86. Za slabe ARM-izdelke, ki jih je doslej dostavil Microsoft, so lahko krivili le sebe. Le nekaj tednov po predstavitvi M1 MacBookov so pri Microsoftu končno začeli ponujati (še vedno precej slabo) emulacijo 64-bitnih programov, govori pa se, da že razmišljajo o razvoju lastnega ARM-procesorja. 

Lasten procesor je nov trend

Microsoftov projekt sodelovanja z ARM, pri katerem so najprej želeli le razviti nove ARM-procesorje za svoje oblačne storitve Azure, naj bi po novem razširili in želeli razviti lasten ARM-procesor, ki bi ga v prihodnosti ponudili v napravah Surface. S popolnim nadzorom nad izdelavo strojne opreme in nadzorom nad razvojem operacijskega sistema Windows se Microsoft približuje Applu, a ima slednji še vedno prednost, ker ima nadzor nad vsemi napravami. Ja, Microsoft lahko izdela izredno dodelano napravo Surface, ki bo po zmogljivosti, varčnosti in hladnosti primerljiva z novimi maci, lahko celo izboljšajo emulacijo programov x86 na ARM-procesorjih. Kako pa bodo razvijalce programov prisilili, da svoje aplikacije napišejo za novo procesorsko arhitekturo? Ker toliko naprav temelji na sistemu Windows, bo motivacija razvijalcev za pisanje programov za nove procesorje narasla šele, ko se bo večina proizvajalcev odločila za procesorje ARM.

Glavni žrtvi: Intel in AMD

Nihče si ni mislil, da bo Applov na videz majhen prehod k novim procesorjem prinesel tako velike premike v industriji. Apple je pokazal, česa je sposobna arhitektura ARM ter kako velika prednost je monopol nad lastnimi izdelki in lastnim operacijskim sistemom. Tudi če Microsoftu proizvajalce strojne opreme in razvijalce programske opreme uspe prepričati za premik k ARM-arhitekturi, bo prehod konkurence k ARM-procesorjem nedvomno trajal veliko dlje kot Applov radikalni preskok. Videti pa je, da je smer celotne industrije začrtana, tudi če bo prehod trajal še nekaj časa. Glavni žrtvi prehoda pa sta Intel in AMD. Največja proizvajalca procesorjev x86, ki do danes poganjajo malodane vse prenosnike in namizne računalnike, verjetno spreletava srh. Apple je z odkupovanjem Intelovih procesorjev resda prinesel manj kot pet odstotkov Intelovih letnih prihodkov, a je s prehodom na ARM vsem pokazal, da je x86 arhitektura preteklosti. Tako AMD kot Intel sta v preteklosti sicer že preizkušala arhitekturo ARM, a je Intel svojo divizijo ARM prodal, AMD pa je zadnjo inovacijo na področju ARM napovedal leta 2014, a izdelka ni nikoli dostavil.

Jasno: ARM je prihodnost

ARM je prihodnost, o čemer nas je s svojimi M1 procesorji opomnil Apple, Microsoft pa je hitro ugotovil, kako veliko priložnost so zamudili z nenavdušujočimi ARM-produkti zadnjih nekaj let. ARM že kraljuje v telefonih, tablicah in pametnih urah, tako Google kot Microsoft napovedujeta, da bo arhitektura ARM nadomestila x86 pri poganjanju njihovih oblačnih storitev, trenutno najhitrejši superračunalnik pa temelji na arhitekturi ARM. Naslednji so prenosniki. Prednost arhitekture x86 na področju zmogljivosti se je izničila, medtem ko prednosti na področju varčnosti in hladnosti ostajajo. Verjetno je vsem jasno, v katero smer se bo razvijala tehnološka prihodnost. In verjetno je vsem, ki nimajo Intelovih ali AMD-jevih delnic, ta premik všeč.