HW novinky - CES speciál #2 (architektura ARM)

21. 1. 2011 | David Ježek | Hardware | 3742×

Začátek nového roku je v IT světě vždy ve znamení monstrózní akce CES (celým názvem 2011 International Consumer Electronics Show), kam si zpravidla všichni výrobci šetří své novinky, kterými nestihli zasáhnout předvánoční trh a současně se jim s nimi nechce čekat až na březnový CeBIT. Druhý článek z této výstavy věnujeme spoustě novinek kolem architektury ARM a souvisejících produktů.

Obsah

• Nvidia umístí ARM do GPU, chce budovat ARM superpočítače
• Nvidia, automobily a TSMC
• AMD také naskakuje do ARM vlaku
• Microsoft Windows na ARMu? Ano.

Dalo by se říci, zejména s ohledem na povahu výstavy („show pro spotřebitele“), že letošnímu CESu nevládl ani tak Intel s architekturou „Sandy Bridge“, ani AMD s APU Fusion (o těch zase příště), ale právě ARM. Relativně malá britská firmička ARM Holdings založená roku 1990 v Cambridge má ve svých rukou stále lepší a lepší intelektuální vlastnictví nad vlastní silně optimalizovanou RISC architekturou a řadou dalších prvků. Na rozdíl od Intelu či AMD ale má ruce otevřené a své vlastnictví ráda licencuje prakticky každému, kdo projeví zájem, sama procesory nevyrábí a nemá v nejmenším problém, když jsou „její CPU“ kombinována v čipech s dalšími cizími produkty. Právě tato strategie je nedílnou součástí vítězného tažení vysoce specializované ARM architektury světem převážně mobilních a mobilnějších zařízení. ARM byl na CESu přítomen na mnoha stáncích v produktech rozličných kategorií, my však začneme trochu od podlahy.

Nvidia umístí ARM do GPU, chce budovat ARM superpočítače

„Project Denver“ je označení, které bychom si měli velmi dobře zapamatovat. Zatímco Intel opustil (alespoň v desktopovém segmentu) myšlenku „Larrabee“ a se „Sandy bridge“ soustředí pozornost na jednodušší integrovanou grafiku naleptanou přímo na křemíku s hlavním CPU a zdá se, že se mu to tentokrát velmi slušně povedlo (podporu IGP v Linuxu nyní nehodnotím) a AMD jde cestou univerzálních APU čipů rodiny Fusion, Nvidia potřebuje sjednocení CPU a GPU v jedno vyřešit oklikou. Na x86 zkrátka nemá, nikdy tuto architekturu nedělala a tak je vlastně nepodstatné jestli má, může mít či vůbec (ne)potřebuje nějakou licenci na x86 a návazné technologie (amd64, MMX/3Dnow!, SSE 1-5, AVX atd.), protože jen naivní člověk by uvěřil, že kdyby měla licence na všechny instrukční sady, dokázala by „do roka a do dne“ uvést vlastní, plně konkurenceschopný x86 procesor (dvě klíčová hesla: AMD Bulldozer a Intel Sandy Bridge).

Takže jak na to? Pokud můžeme věřit slovům Jen-Hsun Huanga, prezidenta Nvidie, pak již řešení mají a vyvíjejí reálné produkty. Řešení se skrývá v minulosti relativně vzdálené, prvních generacích čipů typu Tegra, které ke GPU Nvidia přilepily ARM CPU a další prvky a nabídly na trhu all-in-one řešení, kterých je sice na trhu samo o sobě hodně moc (Qualcomm, Samsung a další nabízejí podobné čipy), ale jméno Nvidie má také jistou váhu. Jednoduše řečeno, Nvidia do budoucna ve svých produktech počítá s procesorovými jádry ARM. Kolik jich bude a jak budou zkombinována s firemními GPU, to se dozvíme až přespříští rok, ale faktem je, že s ohledem na rostoucí výkony ARM CPU je toto řešení poměrně elegantní jak v mobilním segmentu, tak v desktopech i superpočítačích.

Právě posledně jmenovaných se týká nejnovější oznámení společnosti. Nejenže si Nvidia licencovala nejnovější ARM architekturu, ale do budoucna na ní bude sama hodně pracovat, aby výrazně rozšířila její možnosti tak, že ji bude moci nasadit do nejvýkonnějších superpočítačů světa. Již dnes jsme svědky stále silnější penetrace CPGPU karet do superpočítačů, jeden takový za všechny vzniká v Národních laboratořích v Oak Ridge, Číňané zase sázejí více na Radeony/FireStream od AMD, ale budoucnost paralelních výpočtů je jasná: GPU s double-precision (posléze možná i quad, ale nepředbíhejme) doprovázená o nějaká ta CPU (v řádu tisíců ).

Nvidia rozeběhla „projekt Denver“, jehož výstupem budou právě řešení na bázi ARMu pro HPC – High Performance Computing, a hodlá ARM integrovat do serverů i superpočítačů. Z nejnovějšího prohlášení šéfa Tegra divize je jasné, že prvním takovým produktem kombinující klasickou GPU/výpočetní architekturu s CPU ARM bude architektura Maxwell plánovaná na rok 2013.

Nvidia, automobily a TSMC

U Nvidie ještě krátce zůstaneme, protože dvě další zprávy s výše zmíněnými skutečnostmi tak trochu souvisejí. První se týká automobilového průmyslu, kde Nvidia na CESu oznámila kontrakty s automobilkami BMW a Tesla Motors (ta vyvíjí elektromobily), které od nynějška ponesou řešení od tohoto kalifornského výrobce GPU. V rámci platformy Tesla Automotive nalezneme v navigačních a multimediálních systémech obou automobilek Nvidia Tegra. U BMW se to týká řad 3, 5, 7, Mini Cooper a X-Series, zpráva hovoří o displeji s rozlišením 1280×600.

Tesla Motors Model S, sedan s elektrickým pohonem, dostane pro změnu 12,3palcový LCD s vysokým rozlišením pro běžné uživatele, navigace a další prvky obsluhy automobilu pak bude možné řídit na 17palcovém dotykovém displeji.

A do třetice jedna taková spíše propagační zpráva. Nvidia se chlubí tím, že na trh dodala již celou miliardu grafických procesorů (GPU) vyrobených u TSMC. Pojem „GPU“ se datuje od roku 1999, kdy přišla na svět první GeForce 256 se 4 pixel pipeline a 32 MB paměti, trvalo to tedy něco přes deset let. Bylo by rozhodně fajn moci si toto číslo porovnat s počtem dodaných GPU firmami ATI (později AMD), ale to jsou samozřejmě čísla, která nikdy nikdo nevytáhne na světlo boží.

AMD také naskakuje do ARM vlaku

Oslí můstek přes AMD nás vede k další hodně zajímavé zprávě. Neoficální drby říkají, že jedním z důvodů odchodu Dirka Meyera z pozice CEO společnosti AMD (o tom zase někdy příště, není to nějak extrémně důležitá zpráva) je právě jeho propásnutí nástupu Intel Atom a zejména ignorování produktů stavějících na ARM platformě. AMD sice má vlastní Fusion, ale potřebuje i ARM a tak se rozhodla, že dá také ARMu trochu vydělat na licencích.

Otázkou je, nakolik bude v tomto úspěšná, protože vstupem na ARM trh přichází na opravdu líté bojiště plné válečnických mazáků a míst, kam již pronikla i konkurenční Nvidia Tegra (2). Jsme velmi zvědavi, s čím na bázi ARMu se nakonec AMD v nadcházejících měsících (letech?) pochlubí a jak to zapadne do Fusion/Bulldozer strategie. Faktem ale je, že si AMD i ATI dříve „nakadily“ do vlastního hnízda, divizi SoC čipů ATI Imageon prodala AMD firmě Qualcomm v roce 2008, ještě předtím si zas Broadcom pořídil u AMD divizi čipů Xilleon – toto jsou věchno války, které AMD bude bojovat a k jejichž vzniku si sama přispěla.

Microsoft Windows na ARMu? Ano.

Pokud je vám nadpis této zprávy poněkud proti srsti, pak se omlouvám, ale s tématem článku velmi silně souvisí. Microsoft se po letech naprostého ignorování jiných platforem než x86 („Wintel“) rozhodl k obrovskému kroku – prezident divize Windows a Windows Live Steven Sinofsky oznámil, že příští verze Windows („Windows 8“, „Windows Next“, to je fuk) poběží i na ARM architketuře. Z hlediska softwaru nás to na linuxovém webu nemusí vůbec zajímat, ale z hlediska hardwaru to znamená opravdu mnoho.

Microsoft pochopitelně cítí stejnou příležitost jako výrobci železa a budoucí Windows se doufejme stanou na ARMu konkurencí pro Google Android a podobné další systémy, které s ARMem nemají problém. Takto výrazná konkurence může rozvoji softwarové podpory pro pomalejší ARMy jen prospět, ale faktem je, že Microsoftu se tradičně na ultramobilních platformách spíše nedaří (Windows Mobile neměly nikdy moc dobrou pověst a od uvedení Windows Phone 7 je také po tomto systému nějak podezřelé ticho). Microsoft dále pro ARM představí i odlehčenou verzi kancelářského balíku Office. Tuto zprávu si samozřejmě dosaďme i do konktextu sílících pozic trhu tabletů, kde stále hraje prim Apple iPad.

Druhou stránkou je však zjevný políček do tváře Intelu, tahouna x86 platformy. Toto je samozřejmě běh na delší trať, Windows 8 poháněné tablety zde nebudou za pár měsíců, ale bude zajímavé sledovat, jak do míchanice jménem ARM přidá další šlehač právě Microsoft.

       

Komentáře

[Michal Fecko]

Prestal som pred mnohymi rokmy chodit na zive.cz prave koli takymto clankom - a ono si ma zive naslo

[lukv]

otazka je na akej urovni je zive.sk teraz? uplny IT bulvar.. tento clanok ma spon nejaku informacnu hodnotu

[Tutor]

Bohužel, články tohoto typu, jsou dnes považovány za jakousi normu. Mě tohle vyprávění na téma co se událo v IT a kam budeme směřovat také příliš nesedí.

[Tutor]

Na druhou stranu, David Ježek je momentálně asi jediný česky píšící autor autor, u kterého tohle "filozofování" má hlavu a patu.

[ed]

ja uz situaciu okolo nasadenia ARM aj inde, ako v mobiloch sledujem dlhsie, cca od 3q 2009 a konecne je vidno, ze vsetky oznamene koncepty (asus pegatron, marvell armada netbook, ...) neboli len mlatenim slameneho panaka, ale ARM to ma naozaj namierene von z mobilov.

tieto reci uz nie su len prazdnymi predpovedami toho, co bude, ale realne naznacuju, co sa chysta a co nas neminie.

[Kovář David]

Právě naopak. HW je dneska neskutečný zmatek. A je super, že to někdo dokáže pěkně učesat a v takto čtivé formě podat. Díky.

[Grunt]

Ba právě naopak. Jak HW novinky vůbec nečtu, kvůli min. souvislosti s GNU a Linuxem (přeci jen většinou je obsah nějaký silný mainstream se kterým to na Linuxovém jádře stejně není sranda), tak jsem si je dneska přečetl s chutí a zněly doslova jako med na moje uši. A i když z technického hlediska určitě neuvádějí nic převratného, tak do budoucna přeju jen houšť a větší kapky. Nic. Dokompiluju linux-omap-2.6.37 a jdu spát.

[pc2005]

+1

[bubak]

sance pro intel udelat vyvojovy skok/krok vpred a zapomenout na historicke nechutnosti uvnitr x86.

[Mandarinka]

Zátěž daná z architektury x86 je minimální, kdežto hodnota kompatibility s celým PC (a nejen PC) ekosystémem je nezměrná. Nová architektura by prakticky na beton nepřinesla víc jak pár procent výkonu, a přitom by musela být mnohem lepší, aby dávalo smysl o ní vůbec uvažovat, zkrátka čokl by po tom neštěkl. I na desktopu nepoužívaná architektura jako ARM by na tom byla líp, protože má aspoň někde tradici.

P.S. Tyhle mýty o x86... někde jsem viděl hezký bonmot, a sice že zabít x86 zkusil sám Intel, a taky totálně ztroskotal :D (a ta nová architektura je, ať už právem či neprávem, dneska všem chytrákům pro smích... přitom to bylo přesně podle toho jejich "pryč s koulí u nohy".)

[Vskutečnosti Saýc]

Jejich nova architektura byl EPIC fail. WLIV co nekontroluje hazardy, jasneeee.

[Věroš]

PS: Itanium myslíte?

[zde]

ARM není o mnoho mladší než x86, a těch historických nechutností je tam taky požehnaně. Je to navíc neskutečně fragmentované, takže pomalu pro každou platformu (a často i každou verzi stejné platformy) musíte shipovat jinou binárku. Zlatá x86..

[ROFL]

Na binárky kálí pes, dej sem zdroják.

[Vskutečnosti Saýc]

Jakych nechutnosti, treba?

[frr]

Děkuju za hezký přehledový článek. Už jsem si nějak zvykl, že firemní mediální PR vize budoucnosti, zejména ty šokující, jsou často jenom pohádky, které pak vyšumí do ztracena - příroda si vždycky nějak pomůže. Přesto si vždycky rád přečtu koncentrát od technicky fundovaného autora, který pro mě vytáhne ty 2% technicky podstatných informací (zbytek firemních prezentací jsou neurčité žvásty PR kreativců, ze kterých by normální člověk dostal leda žaludeční vředy).

Ohledně možných významů a motivací "Windows na ARMu" doporučuju (zejm.) poslední dva příspěvky v téhle debatě:

http://forums.theregister.co.uk/forum/1/2011/01/14/otellini_on_arm/

[pet]

+1 lepe bych to nenapsal.

[Mark]

+1 Presne ! Aneb jak s minimem ztraceneho casu, ziskat sirsi nahled...

[lukove]

Microsrot (microsoft) je presne ta prava firma ktora ARM spasiii.... ak sa ARM da dokopy s MS tak ARM stroskota.. buducnost ARMu je prave vtom aby vyuzila Linux ci uz v podobe Androidu alebo inych odlahcenych mozno aj specializovanych distribucii. ako hovorim aj keby to bolo "zneuzitie" linuxu tak co na to? . nic.. ARM sa osvedcil je dneska uz pomaly v kazdom mobile v akekolvek verzii a je vidiet ze vykon ma.. staci si pozriet na beagleboard ci pandaboard ktore hravo spridavnym cipom zvladnu prehrat video vo full hd..

[ROFL]

Ale na ten přídavný čip potřebuješ binární proprietární blob.

[pc2005]

Bohužel , nicméně k dispozici je kompilátor a mechanismus meziprocesorové komunikace je taky popsanej.

[tomolc]

Mobil, tablet alebo PDA je jedna vec a desktop PC niečo úplne iné. Ja si osobne myslím že ak sa deklarovaný zámer aby bežal nový Windows a Office na ARM Mirosoftu skutočne podarí, bude to práve Microsoft kto sa najviac zaslúži o rozšírenie PC s ARM procesorom. Linux sa bude nato žiaľ len zdialky pozerať.

Spomeňte si aké velké nádeje sa vkladaly do (masového) rozšírenia ARM v netbookoch pred pár rokmi. V tedy sa vo velkom hovorilo aj o tom že to pomôže Linuxu. Dnes môžeme konštatovať že sa ani jedno z toho nestalo (ARM sa zatial nepohol z telefonov a tabletov a Linux je stále tam kde v tedy).

Až pobeží Windows na ARM bude to dostatočná motivácia pre výrobcou HW aby začali používať tieto procesory vo svoich produktoch (myslím hlavne desktopy a notebooky).

[pavlix]

Ja si osobne myslím že ak sa deklarovaný zámer aby bežal nový Windows a Office na ARM Mirosoftu skutočne podarí

Otázka nezní, jestli se podaří, ale jak to bude vypadat.

Linux je stále tam kde v tedy).

Neříkej, že před lety byl linux pomalu na každym druhym telefonu. Pravda, na skoro každym domácím routeru byl už tenkrát, ale to je jiná věc. ARMové netbooky s linuxem jsem viděl sice ojediněle, ale přesto viděl, v rukách laiků, kteří si to sami vybrali, aniž by měli nějakého toho linuxáka při ruce.

Až pobeží Windows na ARM bude to dostatočná motivácia pre výrobcou HW aby začali používať tieto procesory vo svoich produktoch (myslím hlavne desktopy a notebooky).

To už nezmění nic na tom, že linuxoví hráči jsou v tuhle chvíli daleko napřed a s několikaletýma zkušenostma. Dá se předpokládat, že je ze dne na den nikdo z trhu nevystrnadí.

[petr_p]

Až pobeží Windows na ARM bude to dostatočná motivácia pre výrobcou HW aby začali používať tieto procesory vo svoich produktoch (myslím hlavne desktopy a notebooky).

Bohužel nebude. Windows (i když se to pomalu mění) jsou jen operační systém, správce oken, webový klient a přehrávač (některých) multimédií. To se vůbec nedá srovnávat s linuxovou distribucí. Uživatelé chtějí aplikace. Výrobci proprietárních aplikací ale chtějí jenom jednu platformu, jedny Windows na jedné architektuře. amd64 stroje se prodávají jen pro to, že jsou kompatibilní s i386. Kolik osobních počítačů se prodává s 64b Windows? Ne ne. Příchod armových osobních počítačů bude stejně, ne-li více, pomalý jako nástup amd64 Windows.

[phr]

Až pobeží Windows na ARM

Nevěřím, že poběží. Spíš se budou plazit při vekých nárocích na spotřebu. Ono optimalizovat (čti přepsat) tu spoustu neefektivního kódu tak, aby to na ARMových procesorech bylo použitelně rychlé není tak jednoduché jak by si manažeři přáli. Po roční zkušenosti můžu říct, že mi sedmičky běží mnohem pomaleji, než když byly čerstvě instalované (a to když to jenom trochu jde bootuju Mandrivu, takže to ani celý rok není). A dovede si někdo představit, že bude dělat reinstalaci systému na mobilu ?

Takže tuhle zprávu beru spíš jako zbožné přání někoho ve vedení MS.

[pavlix]

Nevěřím, že poběží. Spíš se budou plazit při vekých nárocích na spotřebu. Ono optimalizovat (čti přepsat) tu spoustu neefektivního kódu tak, aby to na ARMových procesorech bylo použitelně rychlé není tak jednoduché jak by si manažeři přáli.

Manažeři tímto způsobem nepřemýšlí... to už je pravděpodobnější, že koupí nějaký hotový OS a nazvou ho "Windows for Netbooks". Od té doby přece poběží windows na netbooku. Navíc tenhle trik už umějí.

[pc2005]

Takže říkáš naskinovaná distribuce linuxu?

[Jan]

Tak těch už je habaděj, některé jsou k nerozeznání od originálu...

[pavlix]

Takže říkáš naskinovaná distribuce linuxu?

To je sice extrém, ale úplně vyloučit to nelze.

[Mandarinka]

Právě že, přídavný čip. S přídavným čipem to dokáže cokoliv (odedře všecko sám).

[pc2005]

On to není tak přídavný čip, ale spíš verze s volitelným jádrem. Z toho co jsem během práce s BeagleBoardem pochopil z datasheetu, tak se OMAP může skládat z jednoho a více (zatím dvě) jader ARMu, jednoho jádra c64x DSP a 3D grafiky, která umí prej taky nějaký SIMD výpočty, přičemž tohle je všechno integrovaný v jednom čipu a jsou tu i obecný paměťový oblasti, na které se může zapojit nějaké externí zařízení (tuším, že jeden výrobce tam má zapojený FPGA).