Некогда почтенный чип x86 вытеснен масштабируемыми, энергоэффективными, оптимизированными под искусственный интеллект архитектурами от Arm, Nvidia и Qualcomm. О том, что будет дальше, на портале ZDNet размышляет обозреватель Джейсон Перлоу.

Intel, некогда бесспорный титан вычислительной техники, сталкивается с беспрецедентными проблемами. За последнюю время отрасль потрясли взрывоопасные новости: Apollo, как сообщается, предложила многомиллиардные инвестиции в капитал Intel, а Qualcomm изучает возможность поглощения полупроводникового гиганта, оцениваемого, по данным The Wall Street Journal, в 90 млрд. долл.

Неудачи Intel — результат сейсмического сдвига, когда энергоэффективные архитектуры, предназначенные для ИИ, такие как Arm и Nvidia, стали доминировать в технологическом ландшафте.

Упадок x86 в нативно-облачном мире, ориентированном на ИИ

Более 40 лет x86 была доминирующей архитектурой персональных и серверных вычислений. Однако по мере роста нативных облачных приложений, нагрузок ИИ и требований к параллельной обработке данных ограничения x86 стали очевидны. Потребность в более эффективных, масштабируемых архитектурах для современных вычислительных нагрузок росла быстрее, чем Intel вносила постепенные усовершенствования в x86.

Попытки Intel вернуть лидерство с помощью производственного процесса 18A были затруднены задержками и техническими проблемами, что еще больше ослабило ее конкурентные преимущества. В противоположность этому Nvidia заняла лидирующие позиции в области аппаратного обеспечения ИИ, а Arm вышла на рынки высокопроизводительных вычислений, мобильных устройств и дата-центров, оставив Intel в роли догоняющего.

Подъем Arm: от мобильных до высокопроизводительных вычислений

Изначально Arm получила известность в мобильных устройствах, но затем ее архитектура значительно продвинулась в более мощные вычислительные системы. Переломный момент наступил с переходом Apple на Apple Silicon в 2020 г. Чипы M1 и M2 на базе Arm обеспечили энергоэффективность и вычислительную производительность, превосходящие процессоры Intel x86. Это ознаменовало серьезный сдвиг, доказав, что системы на базе Arm могут справляться как с потребительскими, так и с высокопроизводительными вычислительными задачами.

Благодаря способности Apple интегрировать аппаратное и программное обеспечение в свои чипы на базе Arm архитектура x86 от Intel перестала выдерживать конкуренцию в сфере персональных компьютеров, что ускорило переход на решения на базе Arm во всей отрасли.

Подъем Qualcomm: переосмысление настольных и серверных вычислений

Qualcomm, традиционно лидирующая в производстве мобильных чипов, теперь выходит за рамки смартфонов и переходит к настольным компьютерам и дата-центрам. Представив ПК CoPilot на базе нового процессора Snapdragon X, компания сделала значительный шаг в области настольных систем, предложив новое поколение ПК на базе Arm с ОС Windows, предназначенных для рабочих нагрузок облачных вычислений и ИИ. Эта платформа представляет собой фундаментальный сдвиг в ландшафте настольных систем, где x86 вытесняется более эффективной архитектурой Arm, оптимизированной для ИИ.

Роль Qualcomm в дата-центрах также растет. Используя свой опыт в области мобильных и периферийных вычислений, компания разрабатывает процессоры специально для облачных и ИИ- задач, уделяя особое внимание энергоэффективности и масштабируемости. Поскольку рабочие нагрузки ИИ будут определять будущее облачной инфраструктуры, Qualcomm позиционирует себя в качестве ключевого конкурента Intel и Nvidia в дата-центрах.

ИИ в дата-центре: специализированные инфраструктуры Nvidia и Apple

Рабочие нагрузки ИИ занимают все более центральное место в работе дата-центров, и такие компании, как Nvidia и Apple, находятся в авангарде создания специализированной инфраструктуры для решения этих задач.

Платформа Grace Hopper от Nvidia объединяет возможности CPU и GPU, обеспечивая параллельную обработку данных, оптимизированную для ИИ-задач. Традиционные серверы на базе архитектуры x86 неэффективно справляются со сложными, распараллеленными рабочими нагрузками, связанными с ИИ. Однако платформа Nvidia создана для эффективного управления этими нагрузками, что делает ее лучшим выбором для дата-центров, ориентированных на рабочие нагрузки ИИ.

Аналогичным образом, Apple вышла за рамки потребительских устройств и использует свои чипы в своей инициативе Private Cloud Compute для Apple Intelligence. Инфраструктура Apple, работающая на специально разработанных серверах под управлением macOS/Darwin, оптимизирована для внутренних рабочих нагрузок ИИ и машинного обучения. Как и в случае с Nvidia, контроль над аппаратным и программным обеспечением позволил Apple создать высокоэффективные системы, отвечающие специфическим потребностям компании в области ИИ и облачных вычислений.

В совокупности эти разработки показывают, что инфраструктуры ИИ и облачных вычислений движутся в сторону специализированных, оптимизированных для ИИ аппаратных платформ, оставляя x86 на заднем плане.

Отказ от совместимости с x86 и рост нативных облачных архитектур

По мере того как предприятия внедряют нативные облачные технологии, такие как контейнеризация, микросервисы и платформа как сервис (PaaS), зависимость от систем на базе x86 уменьшается. Эти разработки позволяют разработчикам создавать приложения, не зависящие от аппаратного обеспечения, что снижает потребность в виртуальных x86-машинах в облаке.

Такой отказ от архитектуры x86 открыл дорогу более специализированным системам, например серверам на базе Arm от таких компаний, как Ampere, которые обеспечивают значительную экономию энергии и масштабируемость. В этих условиях традиционные x86-предложения Intel уступают место более эффективным решениям, которые лучше отвечают потребностям современных нативных облачных приложений.

Растущая роль AMD: от x86 к Arm и сотрудничеству в области ИИ

В то время как Intel испытывает трудности, AMD стала ей сильным конкурентом в области x86, но даже она признает, что ландшафт меняется. Сообщается, что AMD и Nvidia сотрудничают в разработке Arm-процессоров для ПК под управлением Windows, запуск которых запланирован на 2025 г. Это партнерство — прямой вызов Intel, свидетельствующий о том, что даже самые сильные игроки на рынке x86 делают ставку на Arm в будущем настольных компьютеров.

AMD также сотрудничает с Microsoft в плане разработки заказных ИИ-чипов, что еще больше повышает ее роль в будущем, основанном на ИИ. Кроме того, чипы Zen 4c от AMD призваны конкурировать с чипами Arm и Atom от Intel, предлагая баланс производительности, энергоэффективности и масштабируемости. Эти шаги демонстрируют стратегическое позиционирование AMD в различных архитектурах, поскольку она готовится к будущему, ориентированному на ИИ и энергоэффективность.

Архитектуры безопасности памяти: CHERI и будущее безопасных вычислений

Проблемы безопасности становятся все более важными по мере усложнения ИИ- и облачной инфраструктуры. Стандарт CHERI (Capability Hardware Enhanced RISC Instructions), который в настоящее время является предметом исследований в специализированных версиях Linux и FreeBSD и поддерживается на платформе Arm Morello, представляет собой многообещающий шаг на пути к более безопасным аппаратным архитектурам. Стандарт CHERI и недавно созданный альянс CHERI Alliance нацелены на повышение безопасности памяти на аппаратном уровне, уменьшая уязвимости, которые могут скомпрометировать крупномасштабные вычислительные системы.

В то время как Apple потенциально изучает технологии безопасности памяти, подобные CHERI, для своих операционных систем, Microsoft в свою очередь исследует CHERI для недорогих встраиваемых систем (хотя компания публично еще не обсуждала реализацию CHERI для Windows on Arm). По мере того как архитектуры безопасности памяти будут приобретать все большее значение, ускорится и более широкий переход индустрии на безопасное специализированное оборудование.

Пост-интеловский ландшафт: Arm, Nvidia, Qualcomm и далее

Вычислительный ландшафт решительно сместился в сторону Arm, Nvidia и Qualcomm, в результате чего роль архитектуры Intel x86 сокращается. Нативные облачные технологии и рабочие нагрузки ИИ стимулируют спрос на масштабируемые, энергоэффективные системы, а RISC-V становится потенциальным игроком в специализированных приложениях.

В то время как x86 может сохраниться на нишевых рынках, системы на базе Arm и оптимизированное для ИИ оборудование от Nvidia, Qualcomm и Apple будут доминировать в следующем поколении вычислительной инфраструктуры. Переход отрасли на энергоэффективные и масштабируемые решения ускоряется.

Хотя доминирующее положение Intel ослабевает, у компании все еще есть потенциальный путь вперед благодаря ее бизнесу по производству полупроводников. Однако для сохранения конкурентоспособности ей необходимо решить проблемы, связанные с технологическим процессом 18A, и успешно конкурировать с такими производителями чипов, как TSMC. Сможет ли Intel адаптироваться к эпохе ИИ или останется только легендой, еще предстоит узнать.

Эпоха господства x86 закончилась. Arm, Nvidia, Qualcomm и архитектуры, оптимизированные для ИИ, определяют будущее вычислений. Перспективы Intel зависят от ее способности адаптироваться к этому быстро меняющемуся ландшафту, где эффективность, масштабируемость и инновации, основанные на ИИ, имеют первостепенное значение.