Чому у Apple найкращі процесори або як помирає закон Мура
В цьому році головний індикатор прогресу обчислювальної техніки – закон Мура – офіційно оголосили «мертвим». Про це в лютому вийшла стаття в авторитетному науковому журналі Nature. Але виявилося, що посмертна життя закону Мура досить дивна.
Закон Мура – це маркетингове спостереження, згідно якого в мікросхемах кожні два роки збільшується вдвічі кількість транзисторів. Саме завдяки цьому роками кожне нове покоління процесорів було значно продуктивніше, ніж попередній. Сьогодні темпи сповільнилися, і 5-річні ноутбуки виконують офісні завдання так само швидко, як нові гаджети.
Експерти вже давно пророкували смерть закону Мура, поки журнал Nature не поставив остаточну крапку. Але за останній місяць у кремнієвій індустрії відбулося багато цікавого:
Intel представила нове покоління процесорів, яке набагато швидше колишнього;
Intel затримує перехід на технологічний процес 10 нанометрів;
новий чіп Apple A10 всередині iPhone 7 став одним з найшвидших процесорів;
Експерти схиляються до думки, що в нинішньому застої в процесоростроении винні не тільки фізичні обмеження, але і Intel. Вона тривалий час просувала єдиний підхід: більше транзисторів і зменшення їх розміру. Це дозволило нам мати майже тридцять років розвитку процесорів загального призначення в дуеті з Windows – його ще називають Wintel.
Тим часом, п’ять років розвитку між iPhone 4S і iPhone 7 в Apple намагалися отримати повний контроль над кремнієвими компонентами. Нове покоління систем на чіпі з фірмовою буквою A виходили кожні два роки і давали істотне збільшення продуктивності. У цілому за п’ять років процесори серії А стали швидше майже в 12 разів:
Відмінність підходу Apple від Intel в тому, що перша не збільшувала продуктивність за рахунок зростання кількості транзисторів. Замість цього вона фокусується тільки на тих транзисторах, які потрібні в її смартфонах і планшетах. Хоча новий A10 має чотири ядра з архітектурою ARM big.LITTLE, чіп Apple однаково продуктивно працює під навантаженням і при обробці ядра iOS.
Що Apple A10 говорить про майбутнє
Останні 50 років зростала продуктивність процесорів бувально стрибками, породивши глобальну технологічну індустрію. Сьогодні подібне неможливо із-за того, що виробники прийшли до мінімальних розмірів транзисторів. Зменшувати їх стає дуже складно і дорого, про що свідчить затримка Intel з впровадженням техпроцесу на 10 нанометрів.
Але навіть без заміни кремнію на щось інше прогрес не зупиниться. Він тільки ухвалить нову форму: програмне забезпечення найближчі десятиліття буде ставати апаратним забезпеченням. «Залізо» стане настільки тісно пов’язаним з софтом, що неможливо сказати, де закінчується одне і починається інше.
Подібної тісною інтеграцією програмних і апаратних компонентів займається не тільки Apple. NVIDIA, наприклад, робить те ж саме зі своїми відеочіпами. Вони сьогодні здатні не тільки формувати картинку, але і робити інші обчислювальні операції. Останні раніше виконувалися програмами на центральному процесорі. Серед таких функцій – поділ кадрів для лівого і правого очей у віртуальній реальності.
Софт стає «залізом»
Перехід програм в апаратну частину дозволяє «вичавити» всю можливу продуктивність завдяки оптимізації. Раніше її не потрібно було робити, адже можна було дочекатися нового покоління процесорів, яке було б значно продуктивніше.
Міграція софта сьогодні набирає обертів. Минулого місяця журнал The Register повідомив, що Microsoft розробляє спеціальний процесор для окулярів доповненої реальності HoloLens. Чіп має 24 ядра і обробляє всі дані в 200 разів швидше, ніж попередник – процесор загального призначення Intel Atom.
Процесор Hololens DSP буде виготовлятися за нормами 28 нанометрів і працює ефективніше, ніж використаний раніше Intel Atom x5-Z8100, що виготовляється за нормами 14 нанометрів
В еру симбіозу софта і заліза розробникам знадобляться нові інструменти. Адже написання коду буде також означати, що необхідно з’єднати процесори в чіпі. Ймовірно, нові інструменти для програмістів будуть засновані на штучному інтелекті.