Apple je fenomenalno podjetje. Njegov tržni kapital skoraj podvoji naslednjega najbližjega tekmeca, Google, in dobiček je tretji največji od vseh podjetij na svetu, po poročanju Forbesa. Njegova tako imenovana "vojna skrinja" - denar, ki ga ima v likvidnih sredstvih - je zdaj več kot 200 milijard dolarjev. Tudi največje banke in naftne družbe se trudijo slediti.
To je omogočilo slavno zanašanje podjetja na lastniško tehnologijo. Medtem ko druga podjetja oddajajo storitve zunanjim izvajalcem, jih Apple, kadar je le mogoče, hrani v hiši. V zadnjem času je razširjen tako, da vključuje čipe, ki jih najdemo v napravah iOS. Medtem ko se Samsung, Microsoft in HTC zanašajo na Qualcomm in Intel, je Apple najel lastno ekipo inženirjev, ki delajo na lastniških modelih, izključno za iPhone in iPad.
Plodovi tega dela so bili sprva skromni, a z vsako novo izdajo je Appleova linija čipov AX postajala vse bolj ogrožajoča. Cupertinovi inženirji so že opozorili druge arhitekte čipov ARM in se zatikajo za najboljšimi Intelovimi.
Kako se je vse začelo
Aprila 2008 je Apple kupil majhno polprevodniško podjetje P.A. Semi za 278 milijonov dolarjev gotovine v gotovini. Podjetje je pet let prej ustanovil Daniel Dobberpuhl, veteranski inženir, ki se je DEC prvič pridružil že leta 1976. V 80-ih letih je delal na zelo uspešnem MicroVAX-u podjetja. Leta 1998 je ustanovil SiByte, ki je zgradil strojno opremo MIPS sistem na čipu. To podjetje je nekaj let kasneje kupil Broadcom.
P.A. Semin procesor bi bil odlična izbira za MacBook.
P.A. Semijev poudarek je bil na oblikovanju čipa z imenom PWRficient. Kot že ime pove, je bil zgrajen na podlagi IBM-ove arhitekture Power, ki jo je Apple uporabljal v svojih računalnikih do leta 2005. Zamisel je bila zgraditi nov čip od začetka z zmogljivostjo na vat kot ključni cilj oblikovanja, medtem ko hkrati ciljajo na visoko zmogljive aplikacije. Njegov prvi čip, imenovan PA6T-1682M, je deloval na 2 GHz, vendar je v "tipični" porabi porabil le 13 vatov. Podoben Intelov čip iz te dobe je potreboval približno 20 do 25 vatov.
Kljub osredotočenosti na učinkovitost je bil PWRficient ne za mobilne naprave. Obseg kategorije navsezadnje v resnici ni obstajal, poraba prvega čipa pa je bila za majhne naprave previsoka. Namesto tega je bil poudarek - no, težko je reči. Kot vsak zagon tudi P.A. Semi je bil prisiljen uporabiti pristop "če ga zgradiš, bodo prišli". Čeprav je bila strojna oprema lahko uporabna za karkoli, od superračunalnikov do prenosnikov, podjetje ni imelo takojšnjih načrtov za načrtovanje.
PWRficient PA6T Pravzaprav bi PA6T lahko bil odlična izbira za Mace in zlasti prenosnike OS X. Njegova kombinacija zmogljivosti in učinkovitosti v ovojnici moči, ki je precej manjša od 20 vatov, bi lahko Intelovi strojni opremi dala denar. Kot poroča Register leta 2006 sta Apple in P.A. Semi je "vzpostavil tesne odnose" do te mere, da je zagonsko podjetje "računalo na dogovor". Namesto tega je Apple izbral Intel in P.A. Semi je bil prisiljen soditi proizvajalce vrhunske strojne opreme, kot je Mercury Computer Systems.
Očitno Apple ni pozabil na P.A. Semi, saj se je vrnil nazaj k nakupu podjetja kot temelja za lastno inženirsko pobudo. Industrijski analitiki niso bili prepričani, koliko naj preberejo pri nakupu Appla. Podjetje za oblikovanje čipov se lahko uporablja na več načinov. Apple je že imel na izbiro veliko strojne opreme ARM, Intel pa je stopnjeval Atom, ki naj bi konkuriral tako telefonom kot tudi proračunskim računalnikom. Številni komentatorji so ugotovili, da je P.A. Semi bi se uporabljal za pospeševanje določenih nalog s pomočjo specializiranih naborov čipov in krmilnikov ali pa je Apple načrtoval, da bo z nadarjenostjo podjetja pomagal utrditi izvajanje strojne opreme, pridobljene od partnerjev.
Če sprva ne uspete ...
Medtem ko je P.A. Polovični posel je Appleu dal več kot 150 nadarjenih zaposlenih, da bi se lotili problema oblikovanja lastnega procesorja, vendar posel očitno ni ostal brez težav. Po dveh letih skoraj molka o vključitvi zagonskega podjetja v Cupertino, marca 2010 se je pojavila novica, da je Dan Dobberpuhl nekje konec leta 2009 zapustil podjetje.
Appleov tihi nakup Intrinistyja so opazili šele, ko je osebje zamenjalo delodajalca na LinkedInu.
Ni bil edini nezadovoljen s tem, kako se je prevzem izkazal, saj so se številni ključni inženirji v letih po prevzemu Applea odločili za skok na ladjo. Nezabeleženi viri so povedali New York Times da nekateri P.A. Polzaposleni niso bili zadovoljni z nepovratnimi sredstvi po nakupu. Drugi analitiki so domnevali, da inženirji preprosto niso bili zadovoljni z novo, bolj togo strukturo podjetja. Kakor koli že, Dobberpuhl in drugi inženirji so se združili v Agnilux, ki je bil manj kot leto dni neodvisen, preden ga je Google kupil. Dobberpuhl sam ni ostal v Googlu, vendar več članov ekipe, ki so ostali, zdaj dela v sistemu Chrome OS.
Svoje poslanstvo je nepopolno poiskalo še en vir talentov, ki bi lahko takoj izboljšal mobilno strojno opremo podjetja. Nova tarča je kmalu postala Intrinsity, podjetje za oblikovanje čipov s sedežem v Austinu v Teksasu, ki je bilo ustanovljeno v devetdesetih pod imenom Exponential Technology. Tako kot pri P.A. Semi, Apple in Intrinisty so imeli zgodovino. Sredi devetdesetih let, ko je bilo znano kot Exponential, je podjetje v sodelovanju z Apple izdelalo nov procesor, ki bo sistemom Mac pomagal slediti Intelu. Toda Cupertino je postal vrtljiva vrata in Mac je izgubljal denar. Vrnitev Stevea Jobsa je dala zadnji žebelj v krsto dogovora. Hitro je tradicionalne zasnove PowerPC, ki jih proizvaja IBM, vrnil v prid.
Poražen, eksponentno preimenovan v EVSX, Inc, nato v Intrinisty. Delal je s čipi z uporabo nabora navodil MIPS in večinoma letel pod radarjem tehnološkega tiska, vendar je leta 2009 na naslovnicah prišel v sodelovanju s Samsungom pri razvoju 1GHz mobilnega procesorja "Hummingbird". Čip je bil pomemben mejnik za vse vpletene, saj je bistveno odstopil od običajnega Cortex A8, ki ga je zasnoval in distribuiral ARM.
Vloga podjetja Intrinisty je bila izvedba edinstvenega oblikovalskega postopka, ki je Cortexu A8, ki je bil običajno na frekvenci 650 MHz, omogočil, da je namesto tega dosegel 1 GHz, kot je to storil v prvem čipu Hummingbird. Takrat je bil to velik preskok. Večina podjetij, ki gradijo mobilno strojno opremo, se je preprosto zanašalo na zasnovo ARM, pri čemer je bil tu ali tam morda kakšen potek.
Steve Jobs prikazuje iPhone 4 na svetovni konferenci razvijalcev leta 2010. Wikipedija Hummingbird je bil popolnoma združljiv z A8 in kompletom navodil ARM, vendar je bil njegov dizajn preoblikovan od temeljev, kar je imelo za posledico precej boljše zmogljivosti. V isti ligi je bil le Qualcommov Snapdragon. Zgodnji Samsungovi telefoni najverjetneje v letu 2010 ne bi dosegli močnega položaja, če Intrinisty ne bi pomagal iztisniti vsega zadnjega padca zmogljivosti iz svojih naprav.
Cupertino se je seznanil in naletel - in Apple ni trobil pri nakupu. Mediji so to opazili šele, ko so zaposleni v podjetju Intrinisty začeli spreminjati delodajalca, ki so ga navedli na LinkedInu. V tem smislu je bila poteza presenečenje, a za razliko od nakupa P.A. Semi, razlog za nakup Intrinisty je bil očiten: procesor A4, ki je poganjal iPhone 4 in iPad, se je pojavil hkrati z nakupom. Tako kot Hummingbird je tudi on temeljil na ARM-ovem Cortex A8, vendar je lahko dosegel hitrosti do 1 GHz. Pik ni težko povezati.
Sodoben tekmec Intel
Novo pridobljeni talent je bil hitro uporabljen. Medtem ko je neposredni naslednik A4 uporabil zasnovo, ki temelji na ARM-ovem Cortexu A9, je A6, izdan leta 2012 iPhone 5, postal prvi dizajn podjetja po meri. Interno imenovan Swift, je A6 še naprej uporabljal nabor navodil ARM, sicer pa je opustil prodajni dizajn, ki ga je na voljo v podjetju.
Razčlenitev podjetja Chipworks je pokazala, da je bil A6 za razliko od večine konkurentov, ki skicirajo splošno postavitev procesorja s programsko opremo, ročno zasnovan. Čeprav je delovno intenziven in drag, ročni pristop običajno povzroči večjo učinkovitost. Programska oprema je uporabna, vendar ni ustvarjalna. Samo ekipa inženirjev lahko najde neučinkovitost in si zamisli edinstvene rešitve.
V spletnih merilih se Appleov A9 skoraj ujema z mobilnimi računalniki, ki jih poganja Intel, kot je Microsoft Surface Pro 3.
Pregledi iPhona 5 so hitro in takoj pokazali, da se je trud novih Applovih inženirjev obrestoval. Telefon je dosegel večji preskok zmogljivosti v primerjavi s predhodnikom kot kateri koli prejšnji iPhone, več kot podvojil hitrost iPhona 4S v številnih merilih. IPhone 5 je bil pravzaprav tako hiter, da se je še vedno ugodno primerjal s številnimi običajnimi telefoni Android, predstavljenimi leta 2014, večina pa je uporabljala procesorje, ki izhajajo iz standardne zasnove ARM Cortex A15.
Appleova uspešnost se je od takrat le še povečala. Njegov najnovejši čip A9 (ki poganja iPhone 6S in 6S Plus) uničuje konkurenco v večini meril in pogosto več kot podvoji rezultat svojih najbližjih tekmecev. V spletnih primerjalnih preizkusih, kot sta Kraken in SunSpider, se skoraj ujema z mobilnimi računalniki, ki jih poganja Intel, kot je Microsoft Surface Pro 3. GeekBench testi so iPhone 6S tudi postavili v neposredni bližini MacBook-a, ki ga poganja Intel.
To še ne pomeni, da bo iPhone 6S kmalu premagal najboljše Intelove, ali da ima Apple zdaj prednost. Situacija je bolj zapletena. Primerjavo naprave z operacijskim sistemom iOS in naprave z operacijskim sistemom Windows je težko ne le zaradi razlike v operacijskem sistemu, temveč tudi zato, ker računalniki poganjajo programe z zahtevnejšimi zahtevami glede pomnilnika in obdelave.
Applovi iPhone 6S in 6S Plus Jessica Lee Star / Digital Trends Kljub temu pa vam lahko nekaj minut samega z iPhoneom 6S ali celo iPadom Air 2 pove, da je kaj hitro na hitro naraščajočih ocenah Applea. Mobilne naprave podjetja so pretisljivo hitre. Redko oklevajo, z lahkoto se ukvarjajo z več aplikacijami in igrajo igre vsaj tako dobro kot osebni računalnik z integrirano grafiko Intel. In vse to naredijo v ovojnici moči, ki najbolj skopo Core M osramoti.
Stopil sem v stik s Patrickom Moorheadom, ustanoviteljem Moor Insights & Strategy, da bi si ogledal Appleov uspeh. Njegov odgovor je bil oster.
»V industriji je res brez primere, da bi takšna ekipa iztisnila tako visokokakovosten silicij. Običajno tisti, ki silijo silicij za lastne izdelke, niso vodilni v industriji, «je dejal. Pravzaprav ni nobenega primera, da bi katero koli podjetje doseglo enako.
Oblikovanje čipov ni osnovna dejavnost podjetja Apple, vendar je uspelo premagati podjetja, kot je Qualcomm, ki obstajajo brez drugega razloga. Strategija lastnega oblikovanja strojne opreme za lastne izdelke, znana kot »vertikalna integracija«, je včasih veljala za zanesljiv način neuspeha. Cupertinovi inženirji spreminjajo predstavo o tem, kaj je mogoče.
Težave s proizvodnjo
Vendar oblikovanje čipov ni bilo brez težav. Obseg lansiranja izdelka Apple otežuje izdelavo dovolj silicija. Čeprav je podjetje močno napredovalo na področju zmogljivosti, se podjetje na en pomemben način še vedno razlikuje od Intela ali Samsunga. Nima lastnih proizvodnih obratov. Dandanes večina podjetij za oblikovanje procesorjev tega ne počne.
AMD, Nvidia in Qualcomm je le nekaj glavnih imen, ki se pri izdelavi svojih načrtov zanašajo na tretjo osebo. Nobeden od njih ne prodaja v obsegu Apple-a, kar pa je povzročilo proizvodne omejitve. IPhone 6S to ponazarja, saj vsebuje enega od dveh podobnih čipov, ki so jih izdelale različne livarne. Eden je TSMC, ki uporablja 16-nanometrski proizvodni postopek. Drugi je Samsung, ki A9 izdela s svojim 14nm procesom.
To je, tako kot toliko prizadevanj Appla pri oblikovanju čipov, izjemno nenavadno. Uporaba dveh različnih livarn očitno otežuje predvidljivo delovanje naprave. Razlika je premajhna, da bi jo opazili zunaj nadzorovanega merila uspešnosti, vendar očitno ni idealna. Nekateri so to težavo poimenovali "chipgate" - čeprav se do zdaj zdi, da ne dobiva večjih moči kot upogibanje iPhone 6 ali antena iPhone 4.
Tajvanski polprevodnik (TSMC), stavba Fab 5, Znanstveni park Hsinchu, Tajvan Peellden / Wikimedia Vprašanje so tudi stroški oblikovanja, saj arhitekture ni mogoče prenesti iz enega proizvodnega procesa v drugega samo s prilagoditvijo nekaj parametrov. To je težaven problem, ki zahteva edinstven pristop za vsako livarno. Medtem ko je celotna zasnova enaka tako za čipe Samsunga kot za TSMC, izdelki niso enake velikosti in imajo razlike, vidne v strelnem strelu. To pomeni, da je moral Apple podvojiti nekaj svojih oblikovalskih del.
Te težave ni enostavne rešitve. Tudi nakup ali gradnja lastnega podjetja za izdelavo čipov morda ne bo delovalo. Apple je moral skleniti pogodbo dva največjega na svetu, da bi dosegli dovolj prostornine, zato bi trajala leta, da bi se podobne zmogljivosti interno povečale, tudi če bi podjetje jutri kupilo enega vodilnih svetovnih proizvajalcev. Proizvodnja bo zadrževala oblikovanje v prihodnjih letih.
Edina pot je gor
Naslednji čip, predviden za dostavo pri Appleu, je A9X, ki se bo v iPad Pro pojavil novembra letos. Čeprav je še vedno zavit v podrobnosti (nihče ne ve njegove hitrosti ali koliko jeder bo imel), naj bi presegel 80 odstotkov prenosnih osebnih računalnikov, dobavljenih v zadnjih 12 mesecih. Kar je, priznajmo si, še en način, da rečemo, da dosega ugleden del danes prodane strojne opreme, ki jo poganja Intel.
Vem, to se sliši smešno. Toda zamisel, da bi Apple lahko izdelal svoj vodilni mobilni silicij v razredu, se je pred nekaj leti zdela enako smešna. Krilo za oblikovanje čipov v Cupertinu je morda mlado, vendar ima resen talent - in dostop do trezorja podjetja Scrooge McDuck.
Patrick Moorhead je vsekakor optimističen glede Appleovih možnosti in pravi: "Mislim, da bo Apple z njihovim zagonom to še dolgo in dolgo nadaljeval v mobilnosti" in dodal, "kar zdaj poskušajo narediti, je dvig prehranjevalne verige predelovalcev v namizni procesor. " Če A9X prinese tisto, kar obljublja, bi lahko resno porušil razmerje moči v siliciju, zlasti med Appleom in Intelom.
Medtem ko sta A9 in A9X za Cupertino velika zmaga, sta pomembni za veliko več kot zgolj rezultat podjetja. Izdelati najboljše v svojem razredu čipe iz nič iz petih let je podvig, za katerega so vsi mislili, da ga ni mogoče - zato nihče ni poskusil. Ko bodo iPhoni in iPadi povečali svojo zmogljivost, se bodo drugi z globokimi žepi spraševali, ali lahko tudi oni oblikujejo svoj silicij.
