12.06.2022 - 21:40
El món tecnològic viu un veritable terrabastall. Ara uns dies, Microsoft va anunciar un nou ordinador, el Volterra. La novetat és que no incorpora els tradicionals xips d’Intel, sinó els de l’arquitectura rival, Arm. La informàtica tal com l’hem coneguda aquestes darreres dècades no s’entén sense el matrimoni Intel-Microsoft. Per una banda, el gruix dels ordinadors van amb Windows, i aquest sistema operatiu tan sols funciona sobre els processadors d’Intel. Qualsevol processador que vulgui competir amb Intel, es trobarà que Windows no s’hi podrà executar, cosa que farà de barrera a l’èxit d’arquitectures de microxips alternatives a Intel. Tanmateix, això canvia de pressa gràcies als xips Arm, dissenyats originalment per als telèfons mòbils, un mercat en què tant Microsoft com Intel han fracassat estrepitosament. Microsoft fa temps va crear versions de Windows per a aquesta arquitectura, tot i que força criticats per les grans limitacions i el baix rendiment. Amb el nou ordinador Volterra, els analistes sospiten que Microsoft finalment assenta els fonaments necessaris per fer una veritable transició dels ordinadors Windows a Arm. Tot seguit us expliquem què se’n sap i les implicacions per a tota la indústria.
Què en sabem, ara per ara, dels moviments de Microsoft?
El 24 de maig Microsoft va anunciar que treballava en el projecte Volterra. És un mini-PC, que recorda molt un Mac Mini, amb un xip Arm que hauria de veure la llum a final d’any. L’ordinador s’orienta a desenvolupadors, i això vol dir que Microsoft vol que el sector comenci a desenvolupar programari i aplicacions de Windows per a la nova arquitectura. A més, juntament amb el nou ordinador, Microsoft també ha presentat les eines que necessiten els programadors, les versions per a Arm del Visual Studio 2022, VS Code, Visual C++, els entorns .NET i Java, el terminal de Windows i les eines de virtualització per a Linux (WSL) i Android (WSA). A partir d’ara, programadors i empreses tenen tot allò que cal per a començar a traduir el seu programari i aplicacions perquè s’executin de manera nativa en xips Arm.
Resta la incògnita sobre si els desenvolupadors faran aquest pas, atès que actualment al mercat no hi ha ordinadors Windows amb xips Arm. Microsoft té una versió de franc de Windows 10 i 11 per a Arm, però té moltes limitacions; per començar, la poca potència dels xips Arm al mercat (orientats als telèfons mòbils). Fins ara, el sector ha optat per usar la capa d’emulació que Windows incorpora per a fer anar les aplicacions Arm en els xips d’Intel. Una aproximació que estalvia moltes hores de programació, però que ofereix menys rendiment, a més d’obstacles potencials i forats de seguretat. Per canviar aquesta situació, Microsoft s’ha aliat amb Qualcomm, principal fabricant de xips Arm per a mòbils, i emprarà un processador Snapdragon juntament amb una unitat de processament neuronal (NPU).
La manca de NPU és un dels entrebancs de l’arquitectura actual d’Intel. En una primera etapa, els ordinadors requerien un sol processador central (CPU). Després, va ser necessari de processar fàcilment gràfics. En aquesta àrea, Intel sempre ha mostrat un rendiment molt pobre, la qual cosa va causar l’aparició en el mercat de xips gràfics específics (GPU) d’unes altres companyies. Mentre Intel domina en les CPU, companyies com Nvidia són les capdavanteres del mercat GPU. Aquests darrers anys, s’han creat processadors específics per a operacions relacionades amb la intel·ligència artificial, com ara fer córrer xarxes neuronals i aprenentatge automàtic (machine learning). Els processadors d’Intel no incorporen nuclis neuronals (NPU). Paradoxalment, en els dispositius mòbils basats en Arm, aquests tres elements (CPU, GPU i NPU) estan integrats, i és un dels principals motius, juntament amb una major eficiència energètica, que el sector miri com més va més cap a l’arquitectura mòbil.
La disrupció dels xips d’Apple i els efectes sobre tota la indústria
El primer gran fabricant que ha abandonat Intel ha estat Apple. Al principi de la companyia de la poma, optava pels xips Motorola i l’arquitectura PowerPC. Tanmateix, Motorola va perdre la batalla, i Apple va haver d’emprar Intel per poder competir en rendiment i potència amb els ordinadors Windows. Però ràpidament van trobar-se amb els inconvenients de la nova plataforma. Per una banda, els endarreriments freqüents en el desenvolupament de les noves versions dels xips d’Intel, que trasbalsaven les presentacions periòdiques dels nous models d’ordinadors d’Apple. Tanmateix, el motiu principal va ser el sobreescalfament dels xips d’Intel, que obligava a rebaixar el rendiment dels ordinadors més potents i incloure uns sistemes de refrigeració complexos i sorollosos.
En paral·lel a la gamma d’ordinadors, Apple dominava, juntament amb Google, el sector dels telèfons mòbils, en què ja desenvolupava xips propis basats en Arm. Una arquitectura propietat de la companyia anglesa Arm Ltd, que no en fabrica els xips, sinó que en llicencia l’arquitectura a qualsevol fabricant que ho desitgi. La seva arquitectura és dissenyada de bon començament per consumir poca energia, atès que s’adreça a telèfons mòbils, en què és cabdal de no exhaurir la bateria de pressa. Malgrat això, amb el temps han anat guanyant potència, mentre conservava el consum energètic contingut. Tant és així, que els analistes vaticinaven que en poc temps els xips Arm igualarien en capacitat de processament als xips d’Intel. Apple ha estat la primera companyia a aconseguir-ho.
Amb el xip M1, presentat a final del 2020, Apple, gràcies a l’experiència dels seus xips per a l’iPhone, duia l’arquitectura Arm als ordinadors. Els nous xips tenen integrats nuclis CPU, GPU i NPU, a més de la memòria RAM. Cal dir que els xips Intel de gamma alta continuen essent més potents, però consumeixen una quantitat molt gran d’electricitat. L’estratègia d’Apple, ara per ara, no se centra en la potència bruta sinó en el rendiment. És a dir, mantenir consums energètics continguts –evitar el sobreescalfament i el soroll– mentre s’ofereix prou potència als professionals més exigents. Deixant de banda el mercat de servidors i d’ordinadors adreçats a jugar. Malgrat això, els xips M1 van sorprendre tothom pel seu rendiment i potència extraordinaris. Una mostra és el MacBook Air, que és completament silenciós perquè no té cap ventilador, malgrat ser significativament més potent que la generació prèvia amb xip Intel, cosa que mostra l’enorme eficiència energètica dels nous xips d’Apple. Fins i tot en els MacBook Pro, els models adreçat a professionals, els ventiladors no s’engeguen gairebé mai, fins i tot amb les tasques que requereixen més potència.
Justament aquesta setmana Apple ha presentat la segona generació dels seus xips, l’M2. És una evolució en relació amb la prèvia: té un 18% de millora en el rendiment de la CPU i manté un consum de només 15 W. Comparat amb xips equivalents d’Intel per a portàtils, l’M2 ofereix 1,9 vegades més potència amb el mateix consum energètic. En l’apartat gràfic (GPU) és on hi havia hagut més crítiques als nous xips de la poma. L’M2 millora d’un 25% la potència gràfica de l’M1 amb el mateix consum energètic, mentre que puja la potència absoluta d’un 35%. En relació amb els xips d’Intel del mateix segment, en l’apartat gràfic, l’M2 ofereix 2,3 vegades més potència amb el mateix consum, molta més potència absoluta i menys consum energètic. Això li permet d’oferir prou rendiment gràfic sense haver de recórrer a xips GPU específics de tercers. Finalment, els M2 han millorat d’un 40% el rendiment del motor neuronal (NPU) en comparació amb els M1. Una mena de nucli del qual no disposen els xips d’Intel, i que és usat per a aplicacions com ara les carpetes de fotografies.
A més, gràcies al fet que Apple pot fabricar els seus xips, ha incorporat nuclis específics per accelerar el xifratge o la visualització i processament de vídeos d’alta definició. Optimitza el consum energètic sense comprometre el rendiment general del sistema. N’hi ha més. Han millorat d’un 50% l’amplada de banda de la memòria RAM, que és integrada al xip. A més, amb els discs durs ultraràpids que incorporen els seus models, també es poden fer servir de memòria RAM. Mentre que als ordinadors amb xips Intel cal adquirir una gran quantitat de RAM per no perdre rendiment, als nous ordinadors d’Apple es poden estalviar diners comprant menys quantitat d’un element molt car aprofitar esporàdicament el disc dur per aquesta funció quan calgui. El resultat són uns xips tan potents que són els mateixos tant en els portàtils com en els ordinadors de sobretaula, una cosa mai vista al sector.
Hi ha un darrer element cabdal que ha permès a Apple fer aquesta transició: Rosseta 2. És una capa de programari que permet als xips Arm d’executar els programes fets per l’arquitectura x86 d’Intel i viceversa. Apple ja ho havia hagut de fer amb els pas de PowerPC a Intel, amb Rosseta 1. Amb aquesta experiència prèvia, els californians es van atrevir a abandonar Intel amb la garantia de poder resoldre la transició sense inconvenients. Amb Rosseta, els usuaris poden comprar els nous ordinadors d’Apple amb Arm sabent que tots els programes d’arquitectura Intel funcionaran. Mentre que els desenvolupadors poden programar per a la nova arquitectura sabent que no han de renunciar al gruix d’usuaris que encara tenen ordinadors amb xips Intel. Doncs bé, Microsoft pot desenvolupar el seu particular Rosseta, cosa que ha cridat l’atenció dels analistes, atès que seria la demostració que aquesta vegada sí que podrem veure una migració de l’ecosistema Windows a l’arquitectura Arm. Som davant el final d’Intel?
Què poden fer Intel i la resta d’empreses del sector?
Ara per ara, Apple es distancia de pressa de la resta de competidors, encara ancorats en l’arquitectura Intel i les seves limitacions. El sector reacciona en dues línies paral·leles i enfrontades. Apple, amb una quota de mercat del 10% en els ordinadors, no és una gran amenaça per al gruix del mercat d’Intel. Els de la poma ofereixen ordinadors portàtils i de sobretaula de gamma alta. Ara per ara, no competeixen en dos dels principals mercats d’Intel. Per una banda, el dels servidors, en què prima la potència per sobre del consum energètic. En l’altre extrem, es troben el gruix dels ordinadors, amb preus significativament més baixos que no pas els d’Apple, i en què domina còmodament Intel. Tan sols en el segment més baix, amb els Chromebooks, Google hi competeix amb xips Arm i el sistema operatiu ChromeOS. Però són xips de poca potència, com els que hi ha als telèfons mòbils. Quan un Chromebook vol donar el rendiment d’un portàtil normal, ha de recórrer a xips d’Intel.
La cosa pot canviar ben de pressa. Primer, perquè Apple ha demostrat que es pot fer un xip amb arquitectura Arm que tracti de tu a tu els d’Intel i fins i tot superar-los. Camí que vol seguir Qualcomm, el principal fabricant de xips Arm per a telèfons mòbils, i amb el qual Microsoft s’ha associat per al projecte Volterra. El desenvolupador de xips va comprar el 2021 la companyia emergent Nuvia perquè deia que tenia la intenció d’emprar el seu talent per a crear un xip Arm orientat a portàtils Windows al nivell de l’M1 d’Apple. Fa uns dies, Qualcomm va anunciar que a final del 2023 el xip arribaria al mercat. Resta la incògnita de si el rendiment serà equivalent a l’M1, un xip presentat el 2020, o estarà a l’altura del nou M2 o, fins i tot, del previsiblement M3, que Apple ja tindrà en aquelles dates. Fabricants com ara Samsung, o desenvolupadors de xips com Nvidia, es poden unir a aquest front. De moment, cal dir que Nvidia va provar de comprar Arm Ltd, actualment propietat de Softbank, que se’n vol desempallegar. Tot i que finalment en va desistir, va reconèixer que considerava l’arquitectura Arm com la més important d’aquesta dècada, i argumentava l’intent d’adquisició per dur-la més enllà dels ordinadors i aplicar-la en supercomputadors, el núvol, la intel·ligència artificial i la robòtica.
És aquest segon front, el que segurament preocupa de debò Intel, que clarament ha és desfasat tecnològicament. En primer lloc, Intel ha creat una arquitectura híbrida que prova d’imitar Arm i rebaixa el consum energètic dels seus processadors. També millorarà l’arquitectura de 10 nm (per la mida dels transistors), responsable del sobreescalfament dels seus xips en relació amb els seus competidors, com Apple, que treballen amb 5 nm i un horitzó de 3 nm a la cantonada. Fins i tot ha hagut de prendre una decisió humiliant i encarregar als taiwanesos de TMSC, fabricant dels xips de la competència, AMD –de 7 nm–, que li fabriquin xips de 5 nm i en un futur pròxim de 3 nm. Així, ha reconegut davant de tothom que amb recursos propis és incapaç de produir amb aquests nivells de miniaturització. A principi d’any, el màxim responsable d’Intel va dir que estava interessat a adquirir Arm Ltd dins un consorci format per més empreses, en què també hi estarien interessades Qualcomm i Samsung, per a garantir la neutralitat d’Arm. Seria el tomb de guió definitiu: Intel adoptant l’arquitectura Arm i renunciant a la seva. Els usuaris n’acabarien essent els grans beneficiats: ordinadors silenciosos, més potents, amb menys despesa energètica, i programes en comú entre els dispositius mòbils i els ordinadors de tota la vida. De moment, tot sembla dependre dels passos que ha començat a fer Microsoft per migrar Windows i el seu ecosistema a la nova arquitectura, mentre Apple és situada a l’avantguarda i marca el camí a seguir a la resta del sector.
