ARM tager over

Af Rasmus Elm Rasmussen, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Det har muligvis unddraget sig din opmærksomhed, men Apple er for tredje gang i sin levetid ved at flytte sine desktop-computere til en ny cpu-arkitektur. Denne gang fra de Intel X86-64-chips, man gik over til i 2006/7, og som vi kender fra vores pc’er, til Apples egne design, der bygger på de ARM-chips, vi kender fra vores smartphones og tablets.

Man har talt om denne overgang siden 2009, da Apple købte processorfirmaet PA Semi med det formål at udvikle chips til sine iPods og iPhones. Det begyndte i 2010 med A4-chippen, der havde en enkelt kerne og 800 MHz, og som blev anvendt i iPhone 4 og den første generation af iPad. Siden da er chipsenes kraft vokset kolossalt. I 2011 kom iPhone 4S (Apple A5, dual-core, 1 GHz), der udviste en stigning i hastighed på 68 procent. Og A12X Bionic-chippen i iPad Pro (2018, otte kerner, 2,49 GHz, syv gpu-kerner) leverede benchmarkresultater på linje med en Core i7 og AMD’s Durango 2 grafikchip til Xbox One S.

Intels nye Lakefield-cpu’er bruger ny 3D-stacking-teknologi til at komme ned i størrelse, og de kan indeholde forskellige former for kerner – noget, man ofte ser i big.LITTLE-design fra ARM.

Lækkede benchmarks fra udviklerversioner af Mac Mini med A12Z-chippen fra iPad Pro, der kom i 2020 (normalt otte kerner, 2,49 GHz, otte kerner-gpu), er blevet offentliggjort i klar modstrid med Apples Terms and Conditions. De viser et fald i ydelse på 30 procent i sammenligning med en MacBook Air med en Core i3. Det er mildt sagt opsigtsvækkende, eftersom chippen ikke skulle sættes i Mac-computere, da den var downclocket og ikke fungerede på alle kerner i Mini, og benchmark-softwaren brugte Rosetta 2 software-oversættelses-lag. Apple har afsat to år til overflytningen til Apple Silicon, og efter det tidsrum vil fejlene være ordnet, Rosetta 2 vil være væk, og man vil kunne få Apple Silicon i desktopklasse med et ukendt antal kerner til rådighed.

Med Switch og det hele

Hvad betyder det for vores Intel- og AMD-afhængige pc’er?

Apple siges at repræsentere mellem 2 og 4 procent af Intels salg, og der er derfor ingen risiko for, at Intel går fallit af den grund. Men hvis den foretrukne computer for blandt andre arkitekter og grafiske designere har taget springet til ARM-design, hvad bliver så det næste? PlayStation 5 og Xbox Series X holder til i X86-lejren med deres AMD-chips, men Nintendo inddrager et ARM-design i Switch med sin Nvidia Tegra-chip. Kan PlayStation 6 komme til at bruge ARM? Kan din næste pc?

Vi har talt med Miguel Angel Horna, som er teknisk chef hos Blitworks, der specialiserer sig i spilportering, og som for nylig tog sig af Larians Divinity: Original Sin II på spillets rejse til Switch. Vi spurgte ham, hvad der adskiller de to platforme.

“Set fra et programmeringsperspektiv er moderne compilere vældig gode til at ekstrahere arkitekturen, og derfor føles programmering til alle de tilgængelige platforme mere eller mindre ens. Den største forskel ligger navnlig i den ydelse, der er til rådighed. ARM-platforme omfatter som regel mindre kraftige cpu’er og gpu’er, og det er vigtigt, når man prøver at køre et spil med den bedst mulige framerate. Sommetider er forskellen minimal, det afhænger af spillet.”

Men hvad så med pc’er?

“På pc’er har man masser af kerner, masser af hukommelse, og det er nemmere at arbejde med. Når man flytter koden til en hjemmekonsol, skal man begynde at være forsigtig, fordi der er megen ydelse til rådighed, men man kan kun låse den op, hvis koden har et korrekt layout. Det sværeste er at flytte kode til en mobil arkitektur, hvor ydelsen tilsyneladende er til stede, men hvor man kun kan få adgang til den, hvis man er ekstremt omhyggelig med kodens layout.”

ARM har gjort store fremskridt ved at indføre 64-bit og forbedret flydende komma-support.

“I de seneste år har begge arkitekturer mødtes på det samme sæt af funktioner, der gør programmering for enhver platform bogstavelig talt transparent,” siger Horna.

“Så længe man bruger et porterbart sprog – C og C++ er dem, der primært bliver brugt til spil. X86 manglede i sin tid noget, som ARM-arkitekturer har – masser af registre til compileren, så den kan generere mere optimeret kode. Men det ændrede sig med x64, og nu er begge platforme meget sammenlignelige, når det gælder understøttede instruktioner. En ting står fast: Med tilstrækkelig programmeringsiver kan man kompensere for forskellen i ydelse, og det er grunden til, at man kan finde spil, som nu kører på Switch, men som ikke ville have haft en chance for få år siden.”

Det ser altså ud til, at vi får en konvergens af hardware snarere end én arkitektur, der dominerer; og at eventuelle huller bliver udfyldt af software. Set i det perspektiv virker det, som om Apples beslutning har mere at gøre med at sikre sig kontrollen med produktionen af firmaets cpu’er end nogen “død over Intel”-scenarier. Apple er den eneste producent af virksomhedens egen hardware, selvom den køber chips, ram og ssd’er fra andre leverandører. Det er anderledes i pc-verdenen: En pc kan indeholde teknologi fra mange AIB-producenter (Add-In Board).

“Vi tror ikke, at hjemmekonsoller skifter til ARM i den nærmeste fremtid,” siger Horna. “Navnlig på grund af den måde, de er bygget på. Teknologien er så kompleks, at ingen producent kan gøre det på egen hånd. I stedet beder man en chipproducent lave et skræddersyet design. Der er meget få firmaer, der er i stand til at gøre det: producenter af pc-chips og producenter af mobilchips.

Begge kategorier fokuserer på et bestemt segment – som regel ydelse på pc og effektivitet på mobil.

Der spares på strømmen

Selvom det er teknisk muligt, er det ikke sandsynligt, at en producent af mobilchips pludselig begynder at udvikle en superhøjtydende chip, for der vil kun være meget få kunder. Selv Apple, hvis chips konstant udfordrer det, vi forventer af mobilchips, bruger stadig strømbesparende gpu’er, som ikke helt kan konkurrere med deres desktop-modstykker. Vores forventning er, at vi fortsat vil se, at desktop-komponenter bliver brugt i de højest ydende konsoller eller andre letvægtsenheder såsom Apple TV.”

Det ser med andre ord ud til, at X86-cpu’en i din pc formentlig er fredet, indtil desktop-pc’er og bærbare enheder smelter sammen.