Открытие архитектуры IBM POWER ударит по процессорным гигантам

В ходе августовского Open Source Summit компания IBM пошла на довольно неожиданный шаг — открыла ключевые технологии, связанные с процессорами POWER. Как отмечает портал ZDNet, помимо архитектуры набора команд (ISA) это, во-первых, референсный дизайн интерфейса OpenCAPI (Open Coherent Accelerator Processor Interface), предназначенного для подключения к компьютерным системам их ключевых комплектующих, таких как устройства хранения данных, модули памяти, графические чипы и центральные процессоры. И, во-вторых, интерфейс памяти Open Memory Interface (OMI), который IBM называет независимой от процессорной архитектуры технологией. Она позволяет увеличить объем и пропускную способность оперативной памяти между процессором и подключаемыми устройствами.

В числе прочего был анонсирован переход OpenPower Foundation (ранее эта организация была известна как OpenPower Consortium) под крыло Linux Foundation. Эта организация была основана в 2013 г. IBM совместно с Google, Mellanox, Nvidia и Tyan.

Почему это важно?

POWER — это универсальная высокопроизводительная архитектура для микропроцессорных систем, которая может применяться от встроенных систем до самых мощных суперкомпьютеров. В качестве примера можно привести экспертную систему на базе суперкомпьютера IBM Watson, которая в 2011 г. легко обыграла рекордсмена телевикторины Jeopardy! (аналог передачи «Своя игра») Кена Дженнингса. Архитектура POWER является основой так называемого «большого железа» — мейнфреймов IBM System Z и семейства суперскалярных многопоточных мультипроцессоров POWER9, производимых по 14-нм техпроцессу FinFET на мощностях GlobalFoundries. Ранее чипы Голубого гиганта устанавливались в игровых приставках, таких как Xbox 360, Nintendo Wii и PlayStation 3.

В предыдущие десятилетия архитектура POWER начала укрепляться на вертикальных рынках, в том числе на автомобильном и медицинского оборудования, нашла применение в космическом и военном оборудовании. Теперь вся интеллектуальная собственность IBM для создания эталонных образцов, включая сами патенты, станет бесплатной.

Архитектура POWER приспособлена для Linux, на ее базе работает множество OC реального времени (RTOS), которые предназначены для встраиваемых решений. Платформа адаптирована для IoT, сетевых и беспроводных систем, промышленных систем, систем управления окружающей средой, персональных компьютеров, корпоративных серверов, портативных и мобильных устройств.

Рыночные последствия

1. Выгодополучатели

IBM. Программное обеспечение, сервисы и облако IBM работают на компонентах POWER, в том числе процессорах и массе других связующих технологий. На этом направлении она конкурирует с AWS, Azure и Google. Существует вероятность, что в будущем на значительный приток доходов может рассчитывать Red Hat, которая является центром притяжения СМБ во всей экосистеме IBM POWER.

Китайские компании. Решение IBM открыть POWER может оказаться настоящим подарком для «забаненной» в США Huawei. Теперь она может создавать инфраструктуру 5G, сетевые коммутаторы и компоненты IoT без оглядки на какие-либо ограничения и договоренности. Не исключено также, что в перспективе китайская компания начнет применять кастомные POWER-процессоры в смартфонах и планшетах, но на их доработку наверняка потребуются многомиллиардные инвестиции в технологии для управления тактовой частотой, энергопотреблением и температурой. К тому же, процессоры — только часть компонентов, необходимых для 5G-оборудования, поэтому собственные процессоры помогут Huawei лишь частично решить вопрос с поставками.

Производители IoT-девайсов. Производители устройств для Интернета вещей получили богатство выбора, где архитектуры ARM и Intel дополнены архитектурой POWER, которая в некоторых аспектах даже лучше. Не исключено, что однажды мы увидим Microsoft Xbox или PlayStation, а также Wi-Fi-роутеры, бытовые шлюзы, интеллектуальные колонки Alexa и другие «умные» устройства на базе PowerPC. Безусловно, многие из производителей подобных устройств окажутся из Китая.

Apple. Слухи о том, что Apple хочет отказаться от чипов Intel и перейти на другую процессорную архитектуру, циркулируют не первый год. Переход на чипы собственной разработки в маках позволит Apple больше не зависеть от графика выхода процессоров Intel и быть свободнее в проектировании новых моделей, как это уже происходит с iPhone, iPad, Apple Watch и Apple TV. Все эти гаджеты используют процессоры, спроектированные Apple с использованием разработок британской ARM, но ей ничего не мешает выпускать их на базе POWER. К ним также могут примкнуть устройства VR/AR. Отказавшись от лицензирования чипов Intel и ARM, Apple возьмет под контроль свою экосистему устройств и приложений. Может быть, как и Huawei, для создания мобильных SoC на базе POWER яблочному гиганту потребуются миллиарды, однако не стоит забывать, что Тим Кук и Джинни Рометти уже давно создали альянс. Учитывая секретность Apple, как знать, может они уже несколько лет совместно разрабатывают мобильный процессор?

Поставщики гипермасштабируемых облачных решений. Azure, AWS и Google могут создавать на базе процессорной архитектуры IBM собственные микрочипы, которые затем будут выпускаться их партнерами, такими как TSMC, Samsung Micro, GlobalFoundries и т. д. Современные высокопроизводительные нагрузки все больше ассоциируются с контейнерами и Open Source-технологиями, которые лишены привязки к процессорам Intel. В свою очередь, создание лидерами облачной индустрии кастомных чипов окажет давление на других поставщиков облачных вычислений, которые не имеют к ним доступа, что в связи с архитектурной и энергетической эффективностью POWER в конечном итоге приведет к значительному снижению затрат на облачные вычисления.

Microsoft. На первый взгляд может показаться, что проблемы Intel с освоением новых техпроцессов и связанное с этим замедление развития x86-архитектуры подрывает ее Wintel-доминирование, однако Microsoft вот уже несколько лет стремится к тому, чтобы стать в первую очередь поставщиком облачных услуг и разработчиком приложений. Более того, компания выпускает планшеты и ноутбуки семейства Surface, часть которых комплектуется не только чипами Intel, но и ARM-процессорами. Перевести это оборудование на POWER не составит большого труда: изначально, в 1982 г., ядро Windows NT работало на PowerPC (и некоторых других системных архитектурах, включая DEC Alpha, Itanium и MIPS). Этот выбор связан с тем, что оно было разработано с использованием уровня аппаратной абстракции (HAL). Microsoft прекратила поддержку Windows NT для PowerPC в 1997-м, но ничего не мешает ей ее расконсервировать. Современная архитектура приложений Windows 10 также не зависит от Win32, который в каждом выпуске заменяет устаревшие компоненты новыми.

2. Проигравшие

Intel. Несмотря на поддержку Intel, x86 уже около десяти лет с трудом пробивает себе дорогу — эта архитектура теряет позиции в облаке, потому что рабочие нагрузки, которые «крутятся» в нем, больше не привязаны к архитектуре Intel — они стали высоко контейнеризованными, сервис-ориентированными и для их управления применяются наборы инструментов с открытым кодом, включая Linux. Архитектура ARM несколько лет считалась фаворитом в качестве конкурента x86, и вот теперь к ней присоединилась бесплатная архитектура для систем суперкомпьютерного класса.

Qualcomm. Компания обладает ведущим чипсетом для 5G и операторского оборудования, а также Wi-Fi, и является поставщиком чипов для смартфонов № 1. Ее Snapdragon SoC работают на множестве моделей Android-телефонов, кроме тех, которые выпущены Huawei. Последняя зависела от поставок американских чипов, однако в связи с торговой войной администрация Трампа нарушила цепочку поставок критически важных компонентов. Нужно заметить, что Huawei уже многие годы самостоятельно разрабатывает процессоры для смартфонов (по лицензии ARM), поэтому вряд ли у кого-то возникнет удивление, если она приступит к разработке собственных сетевых процессоров. У нее могут возникнуть сложности с технологиями, которые запатентованы Qualcomm (например, CDMA), и их придется разрабатывать с нуля, если конечно Huawei захочет выйти на рынки, где американская компания обладает патентной защитой (в США и странах, с которыми у них есть договоры).

ARM. В последние годы ведущая процессорная архитектура для встроенных систем процветает. ARM не занимается производством чипов, взимая плату за лицензирование базовых процессоров для таких компаний, как Apple, Qualcomm, Samsung и Huawei. Будучи открытой и свободной от лицензионных отчислений, POWER может серьезно подвинуть данного конкурента.

AMD. Несмотря на то, что AMD не так сильно привязана к x86, как Intel, популярность POWER может нанести серьезный удар по будущему компании. Компании нужно взять на вооружение опыт поставщиков устройств на базе ARM и других архитектур, которые превратились в контрактных производителей микросхем. AMD сможет разрабатывать чипы на базе POWER как под заказ, так и собственные для продажи в различных сегментах рынка, от встраиваемых/сетевых решений до корпоративных и мобильных устройств, тем более что у компании имеется богатый опыт разработки заказных решений.

Samsung. Чипсету Exynos на базе ARM вряд ли удастся всколыхнуть рынок Северной Америки, поскольку Samsung комплектует для этого рынка свои смартфоны чипами Snapdragon, тогда как на других рынках телефоны Galaxy комплектуются Exynos. Samsung является одним из крупнейших в мире контрактных производителей полупроводников, поэтому может сосредоточиться на создании чипов на базе POWER для Apple и других заказчиков. Впрочем это означает, что компании придется конкурировать с такими фирмами, как GlobalFoundries (которая имеет опыт работы с процессорной архитектурой Голубого гиганта и является его производственным партнером), а также с тайваньскими и китайскими компаниями, такими как TSMC, Foxconn и Huawei.

RISC-V. Это Open Source-архитектура и альтернатива ARM, которая преследует цель создать стандартную и доступную для свободного и бесплатного использования систему команд, обеспечив ее реконфигурируемость и расширяемость для широкого круга применений. Несмотря на заявленные цели, пока что ей не удается похвастаться большой популярностью. Открытие POWER еще больше усугубит ситуацию.

Администрация Трампа. Президенту не нравится, что многие, если не большинство компаний, применяют технологии Open Source, которые на требуют лицензионных платежей. Однако он ничего не может с этим поделать — их не остановит никакой «список организаций» или президентский твит: открытый код не зависит ни от чьей политической воли. Даже если установить контроль за экспортом критически важных технологий, чтобы Qualcomm и другие американские компании не могли передавать их или лицензировать компаниям типа Huawei и ZTE, последние, как, впрочем, и компании из других стран могут беспрепятственно использовать открытые технологии IBM.

Решение IBM открыть свою процессорную архитектуру будет иметь далеко идущие последствия не только для Open Source, но и для всего ИТ-рынка. Изменения могут занять годы и затронуть основных рыночных игроков в сфере производства процессоров. Возможно, некоторые из них оценят преимущества POWER, а некоторые вообще могут исчезнуть с рынка. Переживут потрясения и пользователи, однажды увидев на полках магазинов смартфоны, ноутбуки, макбуки или айпады на базе POWER.

Будучи открытой и свободной от лицензионных отчислений, POWER может серьезно подвинуть конкурирующие процессорные архитектуры

Оставьте комментарий