Apple хочет самостоятельно производить процессоры для Mac и iPhone. Почему iPhone был и будет быстрее смартфонов на Android. Колонка Олега Афонина

Сегодня мы представляем вашему вниманию пересказ статьи Пьера Лебопена (Pierre Lebeaupin) "Некоторые вещи, которые разработчикам под iOS следовало бы знать об архитектуре ARM" ("A few things iOS developers ought to know about the ARM architecture") от 19 июля 2010 года (с дополнениями от 25 сентября 2011 года), опубликованной ресурсом Wandering Coder. Надеемся, что этот материал будет интересен и полезен не только разработчикам, но и всем тем, кто интересуется проблемами разработки приложений для мобильной операционной системы iOS и внутренним устройством популярных планшетов и смартфонов компании Apple.

Когда я работал над своей статьей «Introduction to NEON on iPhone», я полагал, что читатели обладают некоторой суммой знаний о процессорах iOS-устройств. В ходе сетевых дискуссий я понял, что часть этой информации, к сожалению, многим неизвестна. Кроме того, я полагаю, что эта информация будет полезным подспорьем для программирования под iPhone (не только в том случае, если вас интересует NEON), даже если вы программируете на языке высокого уровня Objective-C. Вы можете обойтись и без этих знаний, но обладание ими усовершенствует вашу квалификацию разработчика программ для iPhone.

Вводная информация

Все недавно представленные iOS-устройства базируются на процессорах с ARM-архитектурой. Как вы сможете убедиться в ходе прочтения данного материала, эта архитектура несколько отличается от того, к чему вы привыкли на платформах для настольных систем, к которым относятся и x86 и PowerPC. Конечно же, ARM-архитектуру нельзя назвать ни узкоспециализированной, ни нишевой. Почти все мобильные телефоны (и не только смартфоны) базируются на процессорах этого типа, практически все iPod базируются на них же, как и почти все MP3-плееры. этой же архитектуры находятся внутри большинства КПК и Pocket PC. Приставки Nintendo тоже базируются на ARM со времен GBA. Сейчас даже некоторые модели калькуляторов от TI и HP базируются на ARM-процессорах. Если говорить о прошлом, то нужно напомнить, что и Newton обладал ARM-процессором (известно, что Apple давний инвестор ARM). И это только известные устройства, не считая огромного множества ARM-процессоров, играющих вспомогательные роли.

ARM-процессоры прославились своими малыми размерами, низким энергопотреблением и высокой производительностью (в рамках своей категории, разумеется). Эти процессоры характеризуются прямым порядком передачи байтов, как и x86. Существуют также процессоры RISC-архитектуры, к которым относятся MIPS, PowerPC и другие. Следует отметить, что симулятор не выполняет код, созданный для ARM. Для запуска на симуляторе приложение компилируется под архитектуру x86 и выполняется как родное для этой архитектуры. Поэтому приложение следует тестировать на том типе устройства, для которого оно предназначено.

Пользователи iPhone 6s отмечают поразительную скорость в работе устройства и высокую плавность интерфейса. Нет ничего удивительного в том, что Apple оснащает свои флагманские продукты, будь то смартфоны или планшеты, мощнейшими аппаратными решениями. Лучшим из таковых на данный момент является процессор А9.

SoC или система-на-чипе A9 является собственной разработкой Apple. 64-битный процессор производится по 14- или 16-нм технологии двумя подрядчиками: Samsung и TSMC. К чести инженеров компании следует отметить, что синтетические тесты присваивают A9 первые места по производительности. Но так было не всегда, давайте вспомним, с чего все начиналось.

До 2010 года Apple была вынуждена пользоваться наработками Samsung. Но выпуск такого революционного устройства как iPad требовал кардинально иного подхода. В результате был выпущен первый собственный мобильный микропроцессор Apple, интегрированный в планшетный компьютер. Чип А4 работал на частоте 1 ГГц и имел максимальную потребляемую мощность 500-800 мВт. Основан он был на архитектуре ARM Cortex A8 и производился по 45-нм технологическому процессу. Как выяснилось в дальнейшем, решение Стива Джобса выпускать собственную аппаратную платформу оказалось важнейшим стратегическим шагом.

По словам аналитика Стивена Чейни, вопреки успеху и прочным позициям Intel на этом рынке, Apple смогла потеснить именитого производителя электроники. В успех команды Джобса мало кто верил, а глава Microsoft Стив Балмер откровенно смеялся над оригинальным iPhone. Тем не менее, руководство Apple было твердо настроено самостоятельно обеспечивать себя процессорами.

В 2008 году «яблочная» компания приобрела небольшую организацию PA Semi за $278 млн, известную своими энергоэффективными разработками систем-на-чипе. В последующие годы также было сделано несколько знаковых поглощений, которые в итоге вывели Apple в лидеры рынка.

Важно помнить, что аппаратная начинка iPhone и iPad тесно связана с программным обеспечением. Мобильная операционная система iOS смогла не только в кратчайшие сроки завоевать рынок, но и обеспечить работой сотни тысяч программистов. Даже конкурирующие компании зарабатывают на клиентах Apple гораздо больше, чем на своих. Взять, к примеру, столь популярные сервисы как YouTube, Google Поиск, Google Карты, которые приносят интернет-гиганту многомиллионные прибыли.

Но на этом преимущества чипов серии «А» не заканчиваются. Огромную роль в пользовательском опыте играет оптимизация программного обеспечения. Конкуренты могут выкупить или лицензировать разработанные Apple технологии, внедряя попутно их в свои устройства. Однако полную работоспособность «яблочных» продуктов может обеспечить только программный код, который лежит в основе iOS. Именно по этой причине реализация функции 3D Touch на Android-устройствах в существующем на iPhone 6s виде окажется крайне сложной.

Apple продолжает процветать, пользуясь дальновидностью ее основателя и идейного вдохновителя. Как можно убедиться, ярый педант и приверженец дзен-практик Стив Джобс оказался настоящим провидцем.

Apple хочет ускорить разработку собственных полупроводников, чтобы ещё больше обогнать своих конкурентов. Компания планирует изготавливать ARM-процессоры для ноутбуков Mac, собственные модемы для iPhone и многое другое.

В пятницу японское издание Nikkei опубликовало информацию, полученную от аналитиков, о том, что Apple планирует расширить производство полупроводников. Если говорить конкретнее, Тим Кук с руководством компании заинтересованы в «производстве ядерных процессоров для ноутбуков, чип-модемов для телефонов и процессоров, отвечающих за сенсорные дисплеи и сканеры отпечатка пальца».

Apple уже наняла инженеров из Тайваньской компании Novatek, лидирующей в производстве процессоров, а также компании по производству панелей AU Optronics.

Пока что модем-чипы компания закупает у Intel и Qualcomm, но аналитик Марк Ли считает, что «Apple делает инвестиции в исследования и разработку модем-чипов, отвечающих за мобильную связь».

Выдержка из статьи:

Ветеран чип-индустрии считает, что для работы над столь масштабным проектом понадобится более тысячи инженеров.

Ранее в этом году вице-президент Qualcomm Есин Терзиоглу возглавил проект Apple по производству чипов. Мы не удивимся, если Apple разработает собственный чип-модем, учитывая, что Samsung тоже использует свой модем Exynos.

Источники также сообщили, что Apple пытается меньше зависеть от Intel в производстве процессоров для ноутбуков и начать производить свои на основе ARM.

Конечно же, Apple годами разрабатывает свои собственные процессоры.

Компания создала процессоры для iPhone, iPad и Apple Watch, чип для беспроводных AirPods и сканер . Они массово производятся на сторонних предприятиях Samsung и TSMC. По словам источников, компания не планирует ограничивать производство своих продуктов территорией только собственных предприятий.

Исследовательская фирма IC Insights поставила Apple на четвёртое место в мировом рейтинге по производству собственных процессоров. Компанию опередили только Qualcomm, Broadcom и MediaTek.

Вот что думает аналитик Ширли Цай: «Не важно, Apple вы или Google, в эру искусственного интеллекта вам придётся разрабатывать собственные алгоритмы и технологии, создавать приложения и выстраивать экосистемы с максимально большим числом партнёров».

Apple показала, чего можно добиться, создавая передовые процессоры и операционные системы. Это ещё раз доказывает процессор A11 Bionic в новых моделях iPhone.

Процессоры серии A позволили Apple обогнать своих конкурентов. Устройства Android требуют больше оперативной памяти и ядер, чтобы соответствовать работе iOS, а в эру искусственного интеллекта это станет ещё важнее.

Apple уже движется в этом направлении: нейронный движок в процессоре A11 Bionic – первый двухъядерный центральный процессор, оптимизированный под алгоритмы машинного обучения.

Тот факт, что Apple разработает свои процессоры для ноутбуков, очевиден, но когда это произойдёт? Пока что точно сказать нельзя. Но вот процессор A11 Bionic результатами тестов доказал, что Apple способна создать мощный процессор и для ноутбука.

Процессор, созданный на основе ARM, позволил бы производить ещё более тонкие ноутбуки с более мощными батареями. На момент написания статьи Apple предлагает 200 должностей, связанных с производством процессоров.

Ночью с 4 на 5 августа у TSMC начались проблемы с вирусной атакой. Из-за этого встало производство, а ожидаемая прибыль чипмейкера за 3 квартал 2018 года может снизиться. Рассказываем, что там произошло и на что эта атака может повлиять.

Что за TSMC?

TSMC - крупнейший в мире производитель полупроводников. Эта компания поставляет свои чипы для AMD, Nvidia, Qualcomm и Intel. Apple тоже в числе клиентов TSMC: она была контрактным производителем процессоров А11, а сейчас делает A12 для будущих моделей iPhone.

Что там произошло?

TSMC атаковал вирус, когда устанавливалось новое программное обеспечение на новое оборудование. После этого во внутреннюю сеть компании проник вирус и моментально заразил компьютеры на нескольких заводах. Из-за этого производство встало на 2 дня.

Кто виноват - неизвестно. Но это напоминает вспышку заражения , когда многие корпорации по всему миру были вынуждены приостановить свою деятельность. К счастью, тогда этот вирус , а Microsoft выпустила обновление, чтобы защитить всех своих пользователей.

Одна из фабрик TSMC. Когда она остановилась, компания потеряла много денег

Финансовый директор TSMC Лора Хо сказала Bloomberg, что такие атаки бывали и раньше, но они никогда не влияли на производство. О подробностях последствий она решила промолчать:

TSMC была атакована вирусами раньше, но это первый раз, когда такая атака повлияла на наше производство.

Лора Хо

На что это повлияло?

Остановка производства крупной компании с крутыми заказчиками - катастрофа. Из-за этого выручка TSMC в июле–сентябре может снизиться на 3 % - $253 млн. До вируса в этот период компания планировала заработать 8,45 млрд. Впрочем, TSMC сдаваться не собирается и планирует наверстать отставание в четвёртом квартале 2018 года.

Последствия для Apple пока неизвестны. Напомним, что недавно её капитализация превысила триллион долларов в основном благодаря продажам iPhone X. Возможно, в этом году на старте продаж дефицит новых Айфонов будет ещё круче, но это далеко не факт - TSMC подготовлена к таким атакам, и последствия будут не очень большие. Впрочем, аналитик Sanford C. Bernstein Марк Ли сказал, что это коснётся всех клиентов чипмейкера.

Проблему уже решили?

Да, проблему решили. 80 % заражённых заводов снова заработали 5 августа, а 6 все производство вновь заработало в полную силу. Эту проблему решали так долго потому, что степень заражения на заводах была разная.

Главное - TSMC не потеряла никаких данных о своих исследованиях. Кроме того, слабое место системы уже устранили, и подобных ошибок больше повторяться не должно.