Apple utvecklar persondatorer med ARM-baserad processor

Nu överdriver du front-end och avkodares betydelse istället, det är en väldigt väldigt liten del (viktig, men Centaur/Via klarar att bygga x86-64-kompatibelt med runt 100 anställda och är något som fungerar mycket bra i nuvarande Intel både för telefoner och större maskiner) av en modern processor och väldigt liten del av mikroarkitekturen. Både de ARM-kompatibla och x86-64-kompatibla är OoO och ganska komplexa där. ISA är absolut inte det viktiga och x86-64, SSSE3 som basnivå är inte årtionden av kompatibilitet, äldre saker implementeras inte i hårdvara längre. ARMs egna ISA är i dagsläget stor även om v8-delen kunde rensas upp betydligt.

Som sagt verkar du inte själv tro på att de vill konkurrera med Intel gällande prestanda. En del av detta har med process att göra, en del av detta har med att designerna måste skala till betydligt högre frekvenser och ändå gå att driva utan större effektförbrukning. Det kräver resurser som Apple i dagsläget inte har, liksom har de inte heller en del av mjukvaran som PowerVR-drivare med stöd för alla APIer och funktioner de använder på OS X. Ska de ta över gpu-utveckling, designa processorer som skalar högre, och betala för att ligga bra till för tillverkning behövs det stora satsningar som tar många år att genomföra. Det är inget som sker genom en överraskning.

Sen att TSMC skulle tillverka 20nm kommersiellt sedan januari tror jag inte riktigt på, och det är ju lite som att säga att ARM Ltd har gjort tape-outs på 14 nm (16 nm är ett steg innan de flesta foundries når dit). Det har dem, men det betyder inte att det kan masstillverkas av deras partners. Även om Intel masstillverkar med deras 14 nm idag. Hur det går för Apple på TSMC får vi inte se fören det kommer nya produkter däremot. Men det vore ganska rimligt med 20 nm från foundries når ut (produkterna) till marknaden under året, dock försenat och chippen (och viss del processen) det handlar om är optimerade för lägre frekvenser. Vill Apple göra något där för desktops så kräver det en ganska stor och lång process.

"kräva en total omskrivning alternativt ett resursslukande översättningslager."

Det stämmer inte. Om man inte har programmerat Objective C (vilket de flesta OSX-appar är skrivna i idag) som en kratta så ska det inte vara några problem att bara kompilera om koden för ARM.

På kort sikt är det bra då det pressar Intel att fortsätta "leverera" till den mobila sidan, Apple är ju trots allt den innovativa drivande faktorn inom x86 numera.
Långsiktigt måste ju Apple jobba mot ETT operativ oavsett användning, wearable computing.
Avståndet arm-intel minskar ju i snabb takt, CPU/GPUerna blir kanske tillräckligt bra till lansering slutet 2015?

Istället får de sitta och vänta på Samsung, TSMC eller Global Foundries när de har problem.

Det spelar ingen roll om det är Apple, AMD eller Nvidia, de kan säga till och önska hur mycket de vill, de kan inte trolla fram en ny nod ur tomma intet. Vad kan Apple göra för att TSMC ska få fram sin 20 nm nod snabbare som inte AMD och Nvidia kan göra? AMD och Nvidia hade ju räknat med att släppa grafikkort i 20 nm för ett år sedan men de kan inte göra något annat än att vänta på att TSMC löser sina problem. Apple flyttar bara runt problemen. Istället för att Intel riskerar att få problem med en design så riskerar Apple själva att få problem med en design. Istället för att Intel får förseningar med en ny nod så är det ett annat foundry som får problem.

Vet inte det så noga - när Apple kom med sin egen Swift core, så togs i princip alla på sängen. Och det finns nog ingen som är intresserad av CPUer som inte tycker att deras Cyclone (A7) core är outstanding i sin klass - och det är deras första 64-bitars processor, bara ett år efter deras första kommersiella CPU core överhuvud taget. Så jag skulle vara försiktig med att uttala mig tvärsäkert. Men du har helt rätt i att man inte får en optimal 70W processor genom att klocka livet ur en 5W SoC. Intel brukar säga att en design kan skala över ett effektomfång på en faktor 10. Om man tog 4 Cyclone processorer, gav dem snabbare cache, implementerade dem i en mer prestandaorienterad process, och matade dem via en stadig minnesbuss - hur skulle de prestera relativt Intels alternativ i en MacBook Air? Till vilket pris?
Jag tror att de skulle prestera tillräckligt bra, och till ett mycket lägre pris än Intel tar för sina ULV-processorer.

Angående grafikAPIer, så är steget från OpenGL-ES 3.1 (iOS) och OpenGL 4.4 (OS-X stödjer för närvarande 4.1+) inte så stort. Det handlar ju inte om att detta är så förbaskat svårt. Det handlar om att prioritera att det blir gjort.

Låt mig citera från den 16:e januari i år:

Om Apple gör som med A7 processorn och använder den nya SoCen till både iPad och iPhone, behöver de i runda slängar trettio miljoner färdiga produkter till den första månaden, plus hela produktionskedjans behov, från utskuret chip till färdig slutprodukt vid lanseringen. Det är ett enormt antal kretsar som skall ackumuleras samtidigt som produktionen skall trimmas in. Volymerna kräver långa lead-times. De har ungefär samma CPU-volymer som Intel, men hårdare volymskrav vid lanseringen.

Svaret på den frågan är enkel. Stå för en större del av intrimningskostnaderna för den nya noden. Apple har helt andra volymer, och helt andra ekonomiska förutsättningar än AMD och nVidia. Kom ihåg att Samsung har byggt fabs enkom för att producera chip till Apple.

Allt tyder på att det är ungefär vad som händer just nu. De kan göra en "Intel light", genom att vara beredda att svälja en del kostnader för att ligga i framkant processmässigt. Det gynnar ju också kiseltillverkaren, som har ekonomisk säkerhet vid intrimning av den nya noden, och vinner konkurrensfördelar visavi andra tillverkare vid konkurrens om andra kunder med hjälp av en mognare process än de annars hade kunnat erbjuda vid samma tidpunkt.

Och hade de velat legat efter hade de lika gärna kunnat samarbeta med AMD.

Det sätter hur som helst ingen press på Intel, vi har ännu inga produkter och Apple kan inte säga "sänk priset till 30% av listpris" för att de kan eventuellt göra en konkurrerande produkt 2-3 år längre fram om Intel inte ger rabatter idag.

Intel får konkurrens på serverområdet, men dessa processorer som kommer på marknaden inom närtid på ARMv8-A 64-bit (både Custom och från ARM som IP-kärnor) används också dels i tillämpningar där Intel inte är med i bilden (nätverk) och de tävlar redan mot plattformar för mikroservrar på x86-64 från både Intel och AMD. Mikroservrar för Intel betyder att det tävlar mot Atom främst däremot. AMD verkar fortfarande anse x86-64 vara "high-end" på den biten även om de vill brädda området med ARM-varianter inkl egen arkitektur längre fram, och dela saker som socket med mera. Att dela socket betyder däremot inte att du kan köra ARM och x86 i samma moderkort, firmware skiljer sig stort. I teorin skulle det dock bara kunna vara ett bios-chip (och därför en dip-switch ifrån) från kompatibilitet. Det är på kort sikt viktigare än vad Apple eventuellt kan tänkas göra. Främst på serversidan/nätverkssidan ARMv8/64-bit kommer när det gäller saker utanför Apple också, eftersom Qualcomm ännu inte har något att komma med till telefoner. Att de experimenterar med "hela" OS X på ARM är knappast förvånande, men det betyder inte att de har några produkter på gång. Rör de sig mot att börja införa det på skrivbordsdatorer (pc-klienter) så lär vi hinna se fler bitar falla på plats innan det är fråga om någon lansering.

Argumentet att de kan anpassa för deras behov fallerar när vi inte längre talar om ARM på en "öppen" marknad där alla i stort sett använder samma tillverkare och "delar" (IP-kärnor/bibliotek och verktyg osv). Anledningen att Qualcomm är starka är t.ex. inte deras Krait-cpuer utan deras (AMDs gamla) grafik-processorer och såklart deras modem (baseband) där de kan leverera en komplett lösning. I kombination med bra mjukvarustöd (drivare). Apple kunde länge ligga långt framme genom att använda en bredare implementation av PowerVRs gpu:er än vad andra gjorde, men idag ligger de efter på rå gpu-prestanda. De kör inte längre "X"-varianten som vi såg i iPad förr. För OS X ligger de långt efter vad Intel kan leverera på grafiksidan. Även om de kan göra en grym CPU så är det så mycket mer som behöver vara på plats för en välfungerande SoC. Visst hade det varit grymt att typ se en bred och högt klockad ARMv8-processor med en stor drös med PCIe-lanes för diskret grafik, AHCI/NVMe SSD, Thunderbolt, nätverk osv, men vi kan nog inte riktigt tala om det för "PCs".

Ska de tävla mot Intel (ersätta dem) behöver de precis som AMD misslyckats med sedan 2006 också tävla mot Intels prestanda. Det räcker inte bara att hinna ifatt och ligga på samma nod som Intel, man måste ligga lika långt fram på arkitekturen, eller ännu längre fram om man ligger efter på tillverkningssidan. Svårt att anpassa för alla segment på det sättet Intel kan med sina resurser. Det är som många av oss påpekar inget problem de har om de kör Intel som alla andra. Det är ett problem de gick ifrån när de gav upp PPC. Det finns anledning till att andra halvledarbolag är så pass specialiserade. De vill knappast hamna i samma sits som de hade med PowerBooks/iBooks där de var tvungna att köra G4, med de körde G5 på desktop. Intel hade samtidigt Pentium-M för bärbara, som knappast var slöa för användningsområdet. Core 2 krävdes för att ta deras bärbara till 64-bit.

Man ska nog inte vänta sig för mycket. Så mycket säger inte ryktena än. Ryktena säger inte att de skulle ha något kisel på G eller liknande.

Helt andra volymer? AMD och Nvidia kan nog själva motsvara ungefär samma volymer som A7 tillverkas i. Både Mediatek och Qualcomm tillverkar hos TSMC också så där har du en rätt stor del av Androidmarknaden som ju är mycket större än Ios. Det ryktas redan om att A8 kommer tillverkas av TSMC för att Apple vill gå bort från Samsung och det har uppskattats att den affären skulle motsvara 20 % av TSMCs produktion. Så stora spelare är de inte på marknaden. Sen bygger det också på att Apple faktiskt skulle vara villiga att investera så mycket pengar i ett annat företag. De brukar inte riktigt jobba så.

De har inte byggt någon halvledarfabrik för Apple, de har byggt ut en existerande som de etablera redan 1996, öppnade under 1997. Deras 300 mm fab byggdes/byggdes om och invigdes 2007 innan Apple blev någon betydande kund (då av rena Samsung-kretsar). Det som blev klart 2011 var att de fyllde mer än halva anläggningen med produktionsutrustning, att ge Apple erkännande för något som börja producera chip 2007 är att ta i, de kan inte heller vara hela förklaringen till att de investera ett antal miljarder på att ersätta gammal utrustning så det finner jag som en orimlig syn på saken. Tekniken är däremot från Common Platform-samarbetet och underleverantörerna och vi kan inte tala om att de skulle ligga före IBM och Global Foundries som de samverkar med. Det är Samsung som stått för investeringen, inte Apple och det skulle vara ett betydligt avsteg från Apples syn på tillverkning om de gjorde mer än att köpa kapacitet. Apple har inte massiva volymer om vi tittar på hela marknaden, och tittar vi på PC är de rent av förhållandevis små. "PC-chip" på custom ARM från Apple hade inte tagit upp hela Samsungs kapacitet i Austin – om vi talar om kapaciteten de hade innan Apple blev en stor kund. Visst kan de betala för att vara tidiga på en process, men det får man också betala genom lägre yields och eventuella problem att få ut produkter på marknaden.

Något som de som sagt slipper om de kör samma leverantör som konkurrenterna.

Apple konkurrerar å andra sidan inte på någon öppen marknad utan är bara intresserade av att producera kretsar för sina egna behov. Fördelen med det är att de inte behöver täcka in alla marknader på alla prisnivåer. De behöver inte ersätta Intel. Bara Intels processorer i Macar. Rykten om att de testkört macar med ARM processorer som cirkulerat i åtminstone tre år implicerar ju att de redan ordnat mycket av ovanstående.
Grafikprestanda är kanske det enklaste eftersom grafikprestanda skalar så väl med bredare GPUer. Ett par 6650GX vid 600MHz vore klart konkurrenskraftiga att döma av benchmarks. Och Apple skulle inte behöva ha samma begränsningar i minnesbuss som Intels laptop CPUer har, eftersom alla Apples laptops kör med lödda minneskretsar, så inget behov av att stödja DIMM-socklar och standard DIMMs.

Som du själv påpekar så kopplar det mesta över PCI-E idag.

Men - är det värt besväret att flytta OSX till ARM, när de ändå är mindre än en tiondel av iOS volymer? Fan trot.
Enklare att bara skicka vidare Intels priser på lågeffektsprocessorer till slutkund, och att satsa sina ingenjörsresurser på nya marknader med större tillväxtpotential.

Skulle säga tvärtom, att Apple hellre investerar i ett annat företag (i form av beställningsgarantier och förhandsbetalningar), än tar över fysisk tillverkning. Det har de redan gjort för RAM, flash, bildskärmar, och senast safir-produktion. De fokuserar på produktutveckling, snarare än produktion.

Vad gäller volym så kommer Apple att skeppa ungefär 300 miljoner iOS produkter i år. Kom ihåg att TSMC har drygt 50% högre wafer capacity än Intel.

Fast det är skillnad på att köpa kapacitet och att investera stora pengar i deras teknikutveckling.

Hade de massproducerat 20 nm HKMG med 20% av TSMCs kapacitet sedan januari för Apple så hade de producerat bra mycket mer än 30 miljoner chip vid det här laget. Så mycket kapacitet är det inte riktigt tal om.

Här får man tänka på att en Haswell-produktion pga större kärnor kräver ungefär dubbla antalet wafers för samma mängd Apple A7-chip och att Intel behöver leverera mer än 30 miljoner chip (till PCs) varje kvartal (inte bara lanseringsdagarna/första-månaderna) plus ett chipset för varje processor såld. Såldes runt 316 miljoner PCs förra året, nästan allt Intel och 2-3 chip från Intel. Av dessa var Apples PC-försäljning och leveranser av Intel-processorer till Apple under 20 miljoner. Intel behöver en kapacitet som är många gånger större än den Apple utnyttjar. De behöver producera stora cpuer, chipset, nätverkskretsar osv. Inte bara för PCs utan för server, pekplattor, telefoner och annat också. Det finns anledning till att Intel har mer än ett dussin fabs. Qualcomm säljer fler ARM-SoCar än Apple producerar/säljer, precis som andra påpekat. Apple står för ca 15% av smartphonemarknaden. Andra kunder är så mycket viktigare för företag som TSMC – som har 20 miljarder dollar i omsättning årligen. Ett par miljarder dollar i waferköp där kommer inte göra Apple till världsledande när det gäller process. 30 miljoner är en ren överdrift för lanseringsvolymerna hos Apple för den delen, iPhone 5s sålde nog inte mer än runt 10 miljoner under första månaden. Inom halvledare är de inte riktigt giganter.

4-kärnor Cyclone, mindre förändringar i mikroarkitektur, ny minneskontroller, massvis med PCIe-lanes, ny process anpassad för högre frekvenser, ja då handlar det redan om runt 2 år utveckling tills vi kan se någon produkt. Då har vi genast hamnat på Skylake-territoriet hos Intel. Det är inte en 2-3 år gammal produkt de ska ersätta utan den samtida om de ska försöka.

Det finns i dagsläget Haswell "U" i Celeron 15W TDP för ~100 dollar (17W TDP-varianter på Ivy finns för 75 USD) som de skulle kunna använda till en 600 dollar MacBook Air. Problemet är ju att man får prestanda som är 3-4 år efter eller drygt halva den folk förväntar sig. Apple vill knappast ligga efter i prestanda eller sälja billigare maskiner. Varken med Haswell/Intel eller ARM/Apple. Vill man tävla mot 100 dollar-chip så ja då kan man komma undan och tillverka sådana chip för säg 20 dollar, men de är ingen halvledarleverantör generellt utan en återförsäljare och behöver inte bry sig om de 80 dollar som kan skilja, som äts upp av designkostnaderna, forskning, utveckling. På dessa maskiner finns det ingen reell vits med att skrika om att Intel tar höga priser. Priser som för övrigt är lägre än när AMD hade prestandaövertag på desktops. Priser som är mycket lägre än de första Pentium M ULV.

Grafik och drivrutiner är mycket mycket svårare än folk tror. Det finns anledningen till att Imaginations PowerVR är på väg ut även på Intels Atom för mobiltelefoner. Det finns anledning till att PowerVR (Kyro osv) inte kunde konkurrera på "desktop"-marknaden i början av 2000-talet. Det finns anledning till att Vivante, Qualcomm och Broadcom inte gör grafikprocessorer för PCs. Det är i huvudsak drivrutiner och mjukvarustöd, inte prestanda av kiseln/arkitekturen. Fungerade inte PowerVR för netbooks med dx9-stöd ens så fungerar det inte magiskt för Apple. Det är arbete som kan ta längre tid än att designa grafikprocessorer för jobbet. Kan man inte utnyttja hårdvaran man bygger så har man ingen nytta av den.

Gruppen bakom A7 designade en egen 64-bit PowerPC-kärna som kom ut på marknaden (inbyggnad/militär) under 2007. Det var en riktigt grym arkitektur och det är faktiskt förvånande att det tog sådan tid för dem, efter att de också tog över Intrinsity-snubbarna som jobbat med Hummingbird och A4 så tog det ytterligare flera år innan vi såg custom-cpu. De har haft folk som kunnat göra detta sedan 2008. Sen är just Cyclone imponerande, men det är något de arbetat med sedan 2008 i någon form och de var inte på något sett gröna. Självklart utvecklades Swift och Cyclone parallellt. Men de kan som sagt inte släppa OS X för ARMv8 och förvänta sig att det fungerar lika smidigt som iOS på ARMv8 som har bakåt-kompatibilitet med all tidigare mjukvara och med ARMv7. Det är ju inte riktigt det ryktena säger heller, utan att de experimenterar med mjukvaran, eventuellt har några samples av 4-8 kärnor ARM-SoC:s, inte att de verkligen är redo att leverera kisel som kan konkurrera med Intel på prestanda. Inte att de är redo på mjukvarusidan, inte att de skulle bestämt sig för att införa ARM på deras desktop-segment.

Kommer dem? Det var 150 miljoner telefoner och 74 miljoner plattor förra året. Nu kanske inte drygt 35% tillväxt är så mycket (det är dock mer än jag sett analysfirmor uppskatta), men plattor har fallit. Eller drygt 15% av smartphones och 35-40% av surfplattor. Resten står andra för. Allt kommer inte tillverkas hos TSMC när det gäller Apple. 85% av smartphones kör halvledare från andra leverantörer, eller ca 800 miljoner andra ARM-SoC och det exkluderar surfplattor och enklare mobiltelefoner. Majoriteten av dessa tillverkas redan av TSMC, bara Qualcomm står för fler ARM-chip ensam än Apple/Samsung. Så jag förstår inte varför Apple skulle få gräddfil för att de köper wafer-kapacitet precis som alla andra och står för några procent av TSMCs verksamhet.

Apple som återförsäljare av datorer konkurrera med andra dator-tillverkare/leverantörer. Det går att jämföra system och hela systems prestanda mot andra. Det var därför de bytte till Intel från första början. Apple kör i sina system relativt högpresterande Intel-processorer som kostar drygt 200-400 dollar, det är dessa de skulle behöva ersätta för att inte prestera sämre än sina egna system. Annars går det inte med ett byte. Grafikprestanda är inte vad de behöver tävla i utan att ha fungerande drivare tillsammans med en kompetent krets. Sen behöver de tävla mot Intels prestanda om ett par år framåt i tiden då de inte kan transportera processorerna bakåt i tiden. En 384 kärnor (ALUs) GX6650 räcker inte, GX6650 har inte stöd för featurelevel 11 eller OGL4.1. Utöver att drivrutinerna helt enkelt inte finns och tar år att utveckla. Vi hade ju pratat om sånt som ska konkurrera ut Broadwell och Skylake. Eller åtminstone inte ha sämre prestanda än dagens. Din hypotetiska GPU ger ju drygt halva beräkningskraften av (Intels) Iris idag. Eller halva beräkningskraften av 2013 års MBAir, med sämre feature/API-stöd och utan existerande drivare.

Om minnet körs i sockel eller inte spelar ingen som helst roll här, Apple kör alltid enligt JEDEC-spec. De får samma kretsar som alla andra datortillverkare. LPDDR används numera på både mobiler och bärbara datorer. Det är hastighet och mängd som skiljer främst. Ska de inte tävla på prestandasidan kan de lika gärna vänta ett par år och köpa budgetvarianten av Broadwell/Skylake för ~100 dollar (mer prestanda än den hypotetiska du föreslog) och spendera noll miljarder i utveckling, och ge ägarna pengarna som lovat. De kör ju inte egen arkitektur osv om de inte tror på det. De håller ju det i segmenten där det funkar.

Och nej de behöver inte drivrutiner med fungerande OGL4.1 osv bara för att de testar OS X på ARM SoC. Går hur fint som helst att köra ren icke-accelererad VESA-grafik för sånt. De kan också använda grafikkretsar från AMD och Nvidia på sådana former av prototyper. Kompletta drivrutiner är inget du utvecklar med ett litet team av ingenjörer för att köra prototyphårdvara. Inte innan vi nått stadiet att de börjar dela med sig av utvecklingskit till utvecklare iaf. Enligt ryktet har de ju inte bestämt sig för det här spåret, har de inte bestämt sig så kan de inte överraska med något heller.

Jag har inte förlåtit dom för övergången ifrån 68K till PPC.