30.01.2021 - 21:50
El novembre passat Apple va fer una de les tradicionals presentacions dels seus nous productes, on es va confirmar el rumor que abandonaven els processadors d’Intel per als seus ordinadors de sobretaula. Apple passa a dissenyar-ne de propis seguint l’arquitectura ARM, pensada inicialment per a dispositius mòbils. Això, d’entrada, suscitava molts dubtes. Per una banda, per la complexitat d’haver de transformar tots els programes d’escriptori a la nova arquitectura. Per una altra, per si els ordinadors acabarien perdent rendiment. Tanmateix, ja durant les primeres proves, s’ha vist que el nou xip M1 d’Apple té un rendiment i una potència excepcionals, amb un consum d’energia molt baix. Els experts comencen a pensar si la resta del sector de la informàtica no podria migrar en massa a l’arquitectura ARM i abandonar Intel, que ha dominat absolutament la informàtica personal durant aquestes darreres tres dècades.
Apple i Intel, un divorci anunciat
No es pot dir que la ruptura definitiva entre Apple i Intel sigui cap sorpresa per a ningú. Els ordinadors de la poma van néixer amb xips de Motorola, que van incorporar durant vint-i-tres anys. Però el 2006 Steve Jobs, cansat que Motorola no proporcionés els xips que necessitaven per a fer evolucionar els productes, va adoptar els d’Intel. Hi va haver polèmica, perquè els seguidors més apassionats no entenien que calgués usar els xips del màxim rival, Microsoft. La transició va ser progressiva, però gens fàcil en el front del programari. Durant una època tots els programes per a Mac havien de funcionar en totes dues arquitectures. Apple va haver de crear eines per a facilitar-la, com ara el Rosetta, una capa de programari que podia traduir entre les dues arquitectures, la de Motorola i la d’Intel. Precisament aquesta experiència de canvi d’arquitectura ha fet que ara Apple confiés a fer un nou canvi d’arquitectura amb garanties, després de quinze anys amb Intel. Però el motiu de l’abandonament ha estat el mateix que amb Motorola: Apple vol fer evolucionar els seus productes en una direcció que Intel no li pot oferir.
No ha estat pas un malestar que hagi vingut de cop. Apple vol presentar la renovació dels seus productes amb regularitat, però als ordinadors Mac depenia del desenvolupament d’Intel, que més d’una vegada s’havia endarrerit per impediments de fabricació i de disseny. Arran d’això Apple ha hagut de presentar noves versions dels seus productes amb generacions antigues de processadors d’Intel. També hi ha hagut dificultats de refrigeració en alguns models per no haver dedicat prou temps a l’enginyeria a causa de l’endarreriment en el lliurament dels xips. Però segurament el punt de no-retorn va ser en el desenvolupament del mòdem 5G per als iPhone. Apple havia arribat a un acord amb Intel perquè el desenvolupés, amb la intenció d’incorporar-lo al model de telèfon del 2019, quan la competència també començava a oferir la nova generació d’internet mòbil. Tanmateix, Intel n’aturà el desenvolupament i deixà Apple a l’estacada. Finalment, als iPhone d’enguany s’ofereix connectivitat 5G gràcies als mòdems de Qualcomm, un any més tard que els models rivals.
A més, tot això ho podien contrastar amb el desenvolupament dels xips centrals dels iPhone, iPad i Apple Watch, que des del 2013 desenvolupa Apple basant-se en l’arquitectura ARM. La companyia en té un control absolut, tant del maquinari com del programari. Això li serveix per a fer un disseny dels productes integrat, en què pot optimitzar el consum energètic i la durada de la bateria. I també pot presentar els productes en les dates tradicionals, especialment en el dispositiu estrella, l’iPhone, que es renova puntualment cada any. I, encara, pot fer avançar el desenvolupament dels xips en la direcció que li interessa, d’una manera diferenciada de la competència.
ARM, l’arquitectura del futur? Un canvi de model que poden seguir Microsoft i més fabricants
ARM, l’arquitectura en què es basen els xips d’Apple, té un propietari, Arm Ltd, amb seu a Cambridge. L’empresa en defineix el desenvolupament. Més tard, dóna llicència a més companyies perquè desenvolupin xips basats en la seva arquitectura, amb una gran llibertat –com fa Apple, però no és l’única. De fet, podem considerar-lo com un conjunt d’instruccions o lleis per les quals funciona el xip, i que són diferents d’unes altres arquitectures –com la d’Intel. A la pràctica, més enllà dels detalls tècnics, l’aspecte més important és que els xips ARM se centren a proporcionar un consum d’energia molt baix i a un cost molt reduït. Com a contrapartida, proporcionen una potència limitada. Si més no, fins ara. Per això han estat enfocats gairebé exclusivament als dispositius mòbils. De fet, són els xips que trobem a tots els mòbils que duem a la butxaca –com ara els Snapdragon de Qualcomm.
Aquesta poca potència en limitava l’aplicació als ordinadors portàtils, que requereixen un gran capacitat de càlcul. Malgrat tot, ha anat millorant amb els anys i el primer avís el va proporcionar Apple amb els seus xips ARM per a l’iPad. En els últims models, els analistes van observar que la seva potència no tenia res a envejar als dels portàtils d’Apple amb xips Intel de no fa tant de temps. De fet, avui dia un iPad pot acomplir les tasques típiques d’un usuari no professional sense entrebancs. Que un xip ARM, atesa la gran millora en la potència –que supera fins i tot l’evolució prevista per la coneguda llei de Moore–, fos millor que un d’Intel només era qüestió de temps. I de molt poc temps.
Amb l’M1, el xip ARM desenvolupat pels seus ordinadors portàtils i de sobretaula, Apple fa el salt definitiu. No tan sols aconsegueix el doble de rendiment que els dels portàtils de la competència amb Intel; no tan sols consumeix un 25% d’energia amb el mateix rendiment, de manera que sorprèn els membres de la companyia i tot. A més de tot això, Apple pot augmentar el nombre de nuclis i integrar encara més els processadors de gràfics i la RAM, tot creant un processador que ho inclou tot (nucli, gràfics i RAM). Un dels objectius dels californians ha estat de bon començament precisament això: integrar-ho tot al màxim per simplificar la fabricació i donar més llibertat al disseny exterior dels productes. Però encara més: al processador també hi poden incloure un motor neuronal per Intel·ligència Artificial, juntament amb més millores en la comunicació entre les diverses parts de la CPU. I també una miniaturització més gran, que fa que els processadors s’escalfin menys i, doncs, se’n puguin crear de potents fins i tot sense ventiladors, completament silenciosos –com el nou MacBook Air.
L’M1 d’Apple és només la primera generació d’un processador adreçat als portàtils més populars de la companyia, però no és pensat per oferir la màxima potència. La companyia ja en dissenya noves versions per als ordinadors més professionals de la marca, amb més nuclis, més bona capacitat gràfica i més RAM, per exemple. Però així i tot, ara per ara, ens trobem que l’ordinador més barat i bàsic, el Mac Mini, ofereix un rendiment equivalent a ordinadors fins a cinc vegades més cars. Això ha fet que fins i tot alguna empresa el vagi incorporant als seus servidors. Per la potència que té i pel fet que consumeixi tan poc i no s’escalfi, és ideal per a aquests ordinadors, el cor d’internet, que funcionen nit i dia, són responsables d’un gran consum elèctric i requereixen instal·lacions de refrigeració específiques, ateses les característiques dels actuals xips d’Intel.
Apple no ha estat l’única empresa que ha fet un avís en aquesta direcció. La majoria dels ordinadors Chromebooks incorporen xips ARM, perquè són pensats per a tasques de poca potència, com ara les domèstiques o d’oficina. És veritat que els models més potents de Chromebooks incorporen xips d’Intel, però amb les noves evolucions de l’arquitectura britànica veurem quant temps duren en un producte que vol oferir ordinadors barats i amb prou potència per a tasques comunes. Fins i tot Microsoft, el tradicional aliat d’Intel –la informàtica moderna no s’entendria sense aquest duo–, ha fet proves amb ARM i ha arribat a crear una versió del Windows per a ARM. No ha tingut gaire èxit, perquè ofereix un rendiment molt pobre. Els analistes coincideixen a dir que no és un problema del xip, sinó que la versió del Windows és deficient. La competència d’Apple i els Chromebooks podria fer que Microsoft abandonés també Intel en la seva línia d’ordinadors. De fet, dies després de la presentació dels Apple M1, i vist l’extraordinari rendiment, Microsoft filtrava a la premsa que dissenyava processadors ARM per a la seva gamma de portàtils Surface i servidors, els dos usos on ara per ara sembla que els reis indiscutibles seran els nous ARM.
Al món Linux també comencen a sorgir versions del sistema operatiu centrades en ARM. S’hi destaca el projecte d’ordinador molt barat Raspberry, que va néixer en aquesta arquitectura, i que pot resultar molt beneficiat pels augments de potència, que li servirien per a competir de tu a tu amb els ordinadors molt més cars basats en Intel. Més enllà de la informàtica domèstica, l’automobilística Tesla també fabrica els propis xips basats en ARM, perquè necessita una potència molt elevada però alhora uns consums energètics continguts. Els fabricants tradicionals –Nvidia o Intel– no li ho poden oferir.
La resposta d’Intel
La dominadora absoluta dels xips informàtics pot semblar un gegant amb peus de fang. Però no deixa de ser un gegant amb grans recursos. No és pas el primer tràngol que passa. Als anys noranta va veure com AMD oferia xips de la seva mateixa arquitectura més barats i amb més rendiment energètic. L’energia ha estat un dels problemes recurrents de la companyia: ofereix potència, però consumeixen molta electricitat i s’escalfen massa. Per aquella època, els xips d’Intel anaven a una velocitat de processador fixa, mentre que AMD va aportar al gran consumidor una velocitat variable amb què es podia abaixar el rebut elèctric i els ordinadors feien menys soroll, perquè no s’escalfaven tant –els ventiladors també varien la velocitat de gir, causant de la fressa. Tanmateix, Intel reaccionà: adoptà també la velocitat variable, a més de crear línies de xips específiques de baix consum energètic.
Intel és conscient que el món de la informàtica ha evolucionat cap als dispositius mòbils, en què el consum energètic és fonamental. De fet, l’ordinador que més utilitzen el duem a la butxaca: el telèfon. També és una de les principals demandes de les empreses amb grans servidors, perquè implica un cost molt gran d’electricitat. Però si tens el monopoli en els xips de facto, no tens grans incentius per a millorar. Ara, amb una arquitectura ARM que ha madurat prou per a superar Intel en tots els fronts, la companyia ha d’evolucionar ràpidament si no vol desaparèixer.
De moment, i com a reacció a l’Apple M1, Intel ha anunciat una nova arquitectura híbrida als seus futurs processadors que imita ARM. Això els ha de permetre d’abaixar el consum energètic i maximitzar la potència. Millorarà l’arquitectura de 10 nm (la mida dels transistors), però que és endarrerida en relació amb l’actual de 5 nm d’Apple, i amb algunes companyies ja treballant amb 3 nm. De fet, Intel ha hagut de reconèixer la derrota en aquest front, i ha encarregat a TMSC, el fabricant de xips de la seva competència AMD –que en comercialitza de 7 nm– perquè en produeixi de 5 nm enguany i de 3 nm l’any vinent.
Veurem si la companyia pot contrarestar allò que sembla una tendència global: els fabricants com més va més volen fabricar xips per adaptar-los al màxim als seus productes. Sembla que l’època en què tot funcionava amb una arquitectura única és a punt d’arribar al final. Intel, un dels símbols de la informàtica personal d’ençà del 1978, quan començà a comercialitzar el xip 8086, podria desaparèixer.
