Apple je fenomenální společnost. Její tržní kapitál téměř zdvojnásobuje svého dalšího nejbližšího rivala Google a zisky jsou podle Forbes třetí největší ze všech společností na světě. Jeho takzvaná „válečná truhla“ - peníze, které má v likvidních aktivech - nyní přesahuje 200 miliard dolarů. I největší banky a ropné společnosti se snaží držet krok.
To umožnilo slavné spoléhání se společnosti na patentovanou technologii. Zatímco jiné společnosti zadávají externě, Apple si je nechává interně, kdykoli je to možné. Nedávno byla rozšířena o čipy nalezené v zařízeních iOS. Zatímco Samsung, Microsoft a HTC spoléhají na Qualcomm a Intel, Apple si najal vlastní tým inženýrů, aby pracoval na proprietárních designech exkluzivních pro iPhone a iPad.
Plody této práce byly zpočátku skromné, ale s každým novým vydáním se řada čipů Apple od Apple stala hrozivější. Inženýři společnosti Cupertino již upozornili další architekty čipů ARM a jsou na špičkách nejlepších Intel.
Jak to vše začalo
V dubnu 2008 koupila společnost Apple malou báječnou polovodičovou společnost s názvem P.A. Semi za údajnou hotovost 278 milionů $. Společnost byla založena o pět let dříve Daniel Dobberpuhl, zkušený inženýr, který se k DEC připojil poprvé až v roce 1976. V 80. letech pracoval na velmi úspěšném MicroVAX. V roce 1998 založil SiByte, který vybudoval hardware MIPS system-on-a-chip. Tuto společnost koupil Broadcom o několik let později.
P.A. Procesor Semi by byl pro MacBook vynikající volbou.
P.A. Společnost Semi se zaměřila na design čipu s názvem PWRficient. Jak jeho název napovídá, byl postaven na základě architektury IBM Power, kterou Apple používal ve svých počítačích do roku 2005. Myšlenkou bylo postavit nový čip od základu s výkonem na watt jako klíčovým designovým cílem, zatímco zároveň se zaměřuje na vysoce výkonné aplikace. Jeho první čip, pojmenovaný PA6T-1682M, běžel na frekvenci 2 GHz, ale při „typickém“ použití spotřeboval pouze 13 wattů. Podobný čip Intel z té doby potřeboval zhruba 20 až 25 wattů.
Přes zaměření na efektivitu PWRficient byl ne pro mobilní zařízení. Nakonec tato kategorie ve skutečnosti neexistovala a spotřeba prvního čipu byla pro malá zařízení příliš vysoká. Místo toho se soustředil - no, těžko říct. Jako každý start-up, P.A. Semi byla nucena přijmout přístup „pokud to postavíte, přijdou“. Zatímco hardware mohl být užitečný v cokoli, od superpočítačů po notebooky, společnost neměla žádné okamžité konstrukční plány.
PWRficient PA6T PA6T mohl být ve skutečnosti vynikající volbou pro počítače Mac a zejména pro notebooky OS X. Jeho kombinace výkonu a efektivity v energetické obálce hluboko pod 20 wattů mohla dát hardwaru Intel běh za jeho penězi. Jak uvádí Registrace v roce 2006 Apple a P.A. Semi „vytvořila těsný vztah“ do té míry, že start-up „počítal s dohodou“. Místo toho si Apple vybral Intel a P.A. Semi byl nucen soudit výrobce špičkového speciálního hardwaru, jako je Mercury Computer Systems.
Je zřejmé, že Apple nezapomněl na P.A. Společnost Semi, as, zaokrouhlila zpět na nákup společnosti jako základu pro svou vlastní inženýrskou iniciativu. Analytici z oboru si nebyli jisti, kolik toho do akvizice společnosti Apple načíst. Firmu s čipovým designem lze použít mnoha způsoby. Apple již měl na výběr spoustu ARM hardwaru a Intel rozběhl Atom, který měl konkurovat telefonům i rozpočtovým počítačům. Mnoho komentátorů dospělo k závěru, že P.A. Semi by se používalo k urychlení konkrétních úkolů prostřednictvím specializovaných čipových sad a řadičů, nebo že Apple plánoval využít talent společnosti k upevnění implementace hardwaru získaného od jejích partnerů.
Pokud zpočátku neuspějete ...
Zatímco P.A. Částečná dohoda dala společnosti Apple více než 150 talentovaných zaměstnanců, aby se pustili do problému navrhování vlastního procesoru, dohoda zjevně nebyla bez problémů. Po dvou letech téměř mlčení o integraci start-upu do monstrum Cupertino se v březnu 2010 objevila zpráva, že Dan Dobberpuhl opustil společnost někdy na konci roku 2009.
Tichý nákup společnosti Intrinisty od Apple si všimli, až když zaměstnanci změnili zaměstnavatele na LinkedIn.
Nebyl jediný, kdo nebyl spokojen s tím, jak akvizice dopadla, protože řada klíčových inženýrů se v letech po převzetí společnosti Apple rozhodla skočit na loď. Neoficiální zdroje to řekly The New York Times že někteří P.A. Semi zaměstnanci nebyli spokojeni s granty na akcie poskytnuté po nákupu. Další analytici spekulovali, že inženýři prostě nebyli spokojeni s novou rigidnější podnikovou strukturou. Ať už to bylo jakkoli, Dobberpuhl a další inženýři se spojili a vytvořili Agnilux, který byl nezávislý necelý rok, než byl zakoupen společností Google. Samotný Dobberpuhl nezůstal ve službě Google, ale několik členů týmu, kteří zůstali, nyní pracuje na systému Chrome OS.
Jeho mise byla neúplná, Apple hledal další zdroj talentů, který by mohl okamžitě vylepšit mobilní hardware společnosti. Novým cílem se brzy stala společnost Intrinsity, společnost zabývající se designem čipů se sídlem v texaském Austinu, která byla založena v 90. letech pod názvem Exponential Technology. Stejně jako u P.A. Semi, Apple a Intrinisty měli historii. V polovině 90. let, kdy byla známá jako Exponential, společnost uzavřela partnerství s Apple, aby vytvořila nový procesor, který pomůže systémům Mac držet krok s Intelem. Ale Cupertino se stal otáčivými dveřmi a Mac ztrácel peníze. Návrat Steva Jobse dal poslední hřebík do rakve dohody. Rychle přivedl zpět tradiční designy PowerPC vyráběné IBM.
Poražený, exponenciální, znovu označen jako EVSX, Inc, poté jako Intrinisty. Pracovalo s čipy pomocí instrukční sady MIPS a do značné míry letělo pod radarem technologického tisku, ale v roce 2009 se dostalo na titulní stránky díky partnerství se společností Samsung při vývoji mobilního procesoru „Hummingbird“ s frekvencí 1 GHz. Čip byl důležitým milníkem pro všechny zúčastněné, protože se významně odchýlil od běžného Cortex A8 navrženého a distribuovaného společností ARM.
Role společnosti Intrinisty spočívala v implementaci jedinečného procesu návrhu, který umožnil Cortex A8, obvykle taktovanému na 650 MHz, namísto toho zasáhnout 1 GHz, jako tomu bylo v prvním čipu Hummingbird. To byl v té době obrovský skok vpřed. Většina společností vyrábějících mobilní hardware jednoduše spoléhala na design ARM, který byl možná zde nebo tam vylepšen.
Steve Jobs předvedl iPhone 4 na konferenci Worldwide Developers Conference 2010. Wikipedia Hummingbird byl zcela kompatibilní s A8 a instrukční sadou ARM, ale jeho design byl přepracován od základů, což vedlo k mnohem lepšímu výkonu. Ve stejné lize byl pouze Snapdragon od Qualcommu. Brzy telefony Samsung by pravděpodobně během roku 2010 nedosáhly silného postavení, pokud by společnost Intrinisty nepomohla vytlačit ze svých zařízení každý poslední pokles výkonu.
Cupertino to vzal na vědomí a vrhl se dovnitř - a Apple neztratil svůj nákup. Média si toho všimla, až když zaměstnanci společnosti Intrinisty začali měnit zaměstnavatele, kterého uvedli na LinkedIn. V tomto smyslu byl tento krok překvapením, ale na rozdíl od nákupu P.A. Důvod, proč si společnost Intrinisty pořídil, byl zjevný: Procesor A4, který poháněl iPhone 4 a iPad, se objevil současně s akvizicí. Stejně jako Hummingbird byl založen na ARM Cortex A8, ale dokázal dosáhnout rychlosti až 1 GHz. Tečky není těžké spojit.
Moderní výkonový konkurent společnosti Intel
Nově nabytý talent se rychle využil. Zatímco bezprostřední nástupce A4 použil design založený na ARM Cortex A9, A6, vydané v roce 2012 pro iPhone 5, se stalo prvním plně zakázkovým designem společnosti. Model A6, který se interně nazývá Swift, nadále používal sadu instrukcí ARM, ale jinak opustil běžný design, který společnost poskytla.
Teardown by Chipworks zjistil, že na rozdíl od většiny konkurentů, kteří načrtávají obecné rozložení procesoru se softwarem, byla A6 ručně navržen. I když je práce náročná a nákladná, manuální přístup obvykle vede k vyšší efektivitě. Software je užitečný, ale není kreativní. Pouze tým inženýrů dokáže najít neefektivnost a představit si jedinečná řešení.
Ve srovnání s webem se Apple A9 téměř shoduje s mobilními počítači s procesorem Intel, jako je Microsoft Surface Pro 3.
Recenze iPhonu 5 rychle a okamžitě objasnily, že úsilí nových inženýrů společnosti Apple se vyplatilo. Telefon dosáhl většího skoku oproti svému předchůdci než kterýkoli předchozí iPhone, což v mnoha srovnávacích testech více než zdvojnásobilo rychlost iPhonu 4S. IPhone 5 byl ve skutečnosti tak rychlý, že se stále příznivě srovnával s mnoha běžnými telefony Android představenými v roce 2014, z nichž většina používala procesory odvozené od standardního designu ARM Cortex A15.
Výkonnostní náskok společnosti Apple se od té doby zvýšil. Jeho nejnovější čip A9 (který napájí iPhone 6S a 6S Plus) ničí konkurenci ve většině srovnávacích testů a často více než zdvojnásobuje skóre svých nejbližších soupeřů. Ve webových srovnávacích testech, jako jsou Kraken a SunSpider, téměř odpovídá mobilním počítačům s procesorem Intel, jako je například Microsoft Surface Pro 3. Testy GeekBench také umístily iPhone 6S co by kamenem dohodil od MacBooku s technologií Intel.
To neznamená, že iPhone 6S se chystá překonat to nejlepší od Intelu, nebo že Apple nyní má výhodu. Situace je složitější. Porovnání zařízení se systémem iOS se zařízením se systémem Windows je obtížné nejen kvůli rozdílu v operačním systému, ale také proto, že počítače spouští programy s náročnějšími požadavky na paměť a zpracování.
Apple iPhone 6S a 6S Plus Jessica Lee Star / Digital Trends Samotné pár minut s iPhone 6S nebo dokonce iPad Air 2 vám přesto může říci, že v rychle rostoucím skóre společnosti Apple je něco. Mobilní zařízení společnosti jsou neuvěřitelně rychlá. Zřídka váhají, snadno zvládnou více aplikací a hrají alespoň hry stejně jako PC s integrovanou grafikou Intel. A to všechno dělají v silové obálce, která nejchudší Core M zahanbuje.
Oslovil jsem Patricka Moorheada, zakladatele společnosti Moor Insights & Strategy, abych získal perspektivu úspěchu společnosti Apple. Jeho odpověď byla ostrá.
"V tomto odvětví je skutečně bezprecedentní, že by takový tým měl vytáhnout takový vysoce kvalitní křemík." Ti, kdo používají křemík pro své vlastní výrobky, obvykle nemají vedoucí postavení v oboru, “řekl. Ve skutečnosti neexistuje žádný nedávný příklad toho, že by to společnost dokázala.
Design čipů není hlavním předmětem podnikání společnosti Apple, přesto se mu podařilo porazit společnosti jako Qualcomm, které neexistují z žádného jiného důvodu. Strategie vlastního navrhování hardwaru pro produkty první strany, známá jako „vertikální integrace“, se dříve považovala za bezpečnou cestu k selhání. Inženýři společnosti Cupertino mění představu o tom, co je možné.
Problémy s výrobou
Design čipů však nebyl bez problémů. Rozsah uvedení produktu Apple znemožňuje výrobu dostatečného množství křemíku. I když dosáhla významného pokroku ve výkonu, společnost se v jednom důležitém smyslu stále liší od společností Intel nebo Samsung. Nevlastní svá výrobní zařízení. V dnešní době většina společností zabývajících se návrhem procesorů ne.
AMD, Nvidia a Qualcomm jsou jen některé z hlavních jmen, které se spoléhají na to, že třetí strana sestaví to, co navrhují. Žádný z nich však neprodává v měřítku společnosti Apple, což vedlo k výrobním omezením. Příkladem toho je iPhone 6S, který obsahuje jeden ze dvou podobných čipů vytvořených různými slévárnami. Jedním z nich je TSMC, který používá výrobní proces 16 nanometrů. Druhým je Samsung, který staví A9 s 14nm procesem.
To, stejně jako tolik úsilí společnosti Apple o design čipů, je mimořádně neobvyklé. Použití dvou různých sléváren samozřejmě komplikuje to, aby zařízení fungovalo předvídatelně. Rozdíl je příliš malý na to, abychom si ho všimli mimo kontrolovanou referenční hodnotu, ale zjevně to není ideální. Někteří označili tento problém za „chipgate“ - ačkoli se zatím nezdá, že by získával trakci, jako například problém s ohýbáním iPhonu 6 nebo anténa iPhonu 4.
Taiwan Semiconductor (TSMC), budova Fab 5, vědecký park Hsinchu, Taiwan Peellden / Wikimedia Problémem jsou také náklady na design, protože architektura nemůže být přenesena z jednoho výrobního procesu do druhého pouhým vyladěním několika parametrů. Je to obtížný problém, který vyžaduje jedinečný přístup pro každou slévárnu. I když je celkový design stejný pro čipy Samsung i TSMC, produkty nemají stejnou velikost a mají rozdíly viditelné v zápustce. To znamená, že Apple musel zdvojnásobit část své konstrukční práce.
Na tento problém neexistuje snadné řešení. Dokonce i nákup nebo vybudování vlastní společnosti vyrábějící čipy nemusí fungovat. Apple musel uzavřít smlouvu dva největšího světového výrobce k získání dostatečného objemu, takže by interní budování podobné kapacity trvalo roky, i kdyby společnost zítra koupila jednoho z předních světových výrobců. Výroba udrží design na další roky.
Jediná cesta je nahoru
Dalším čipem naplánovaným na dodání od společnosti Apple je A9X, který se v iPadu Pro objeví letos v listopadu. Přestože je stále podrobně zahalen (nikdo nezná jeho taktovací frekvenci ani kolik jader bude mít), údajně překonává 80 procent přenosných počítačů dodaných za posledních 12 měsíců. Což je, přiznejme si, další způsob, jak říci, že překonává úctyhodnou část dnes prodávaného hardwaru s technologií Intel.
Vím, to zní směšně. Ale představa, že by Apple mohl postavit svůj vlastní špičkový mobilní křemík, se před pár lety zdála stejně směšná. Křídlo s čipovým designem v Cupertinu může být mladé, ale má vážný talent - a přístup k trezoru společnosti Scrooge McDuck.
Patrick Moorhead je jistě optimistický ohledně vyhlídek společnosti Apple, když říká: „Myslím, že díky jejich hybnosti bude Apple v této mobilitě pokračovat dlouho a dlouho,“ a dodal: „To, co se právě teď snaží udělat, je posunout se nahoru v potravinářském řetězci procesoru k procesoru velikosti stolního počítače. “ Pokud A9X splní to, co slibuje, mohlo by to vážně narušit rovnováhu sil v křemíku, zejména mezi Apple a Intel.
Zatímco A9 a A9X jsou pro Cupertino obrovskými výhrami, jsou důležitější než jen zisk společnosti. Výroba nejlepších čipů ve své třídě z ničeho v rozpětí pěti let je výkon, který si každý myslel, že je nemožný - takže se o to nikdo nepokusil. Jak iPhony a iPady rozšiřují svůj výkonnostní náskok, ostatní s hlubokými kapsami se začnou zajímat, jestli i oni mohou navrhnout svůj vlastní křemík.
