آرم دربرابر x86؛ آيا اپل مي‌تواند AMD‌ و اينتل را شكست دهد؟

پردازنده‌هاي سنتي با معماري‌هاي انحصاري از دهه‌ها پيش در دنياي پردازش حضور داشته‌ و حتي فرمانروايي كرده‌اند. با تولد و رشد پلتفرم موبايل، معماري‌هاي جديد متولد شدند و حتي به اوج رسيدند. ظاهرا اين معماري‌ها به‌مرور در مسير سلطه بر كل بازار پردازش در حركت هستند و تصميم جديد اپل بر استفاده از آرم در كامپيوترهاي شخصي هم به پيشرفت بيشتر كمك مي‌كند. درحال‌حاضر، سؤال مهم اين است: آيا اپل و به‌طور كلي معماري آرم، موفق مي‌شوند معماري‌هاي سنتي همچون x86 را از بازار پردازش خارج كنند؟

آرم و x86 تفاوت‌هايي بنيادي در معماري دارند؛ تفاوت‌هايي كه از نحوه‌ي مديريت دستورالعمل‌ها سرچشمه مي‌گيرد و حتي روي توسعه‌ي اپليكيشن براي هر معماري هم تأثير مي‌گذارد. درادامه، انواع جنبه‌هاي مؤثر بر رقابت شركت‌هاي توسعه‌دهنده‌ي هر معماري را مطالعه مي‌كنيم.

فرايند محاسبه و انجام وظايف در پردازنده‌ها در اساس به دستورالعمل‌ها وابسته است (instruction set). دستورالعمل‌ها به پردازنده مي‌گويند كه داده را چگونه از بخش‌هاي رجيستر به حافظه منتقل كند و فرايندهاي رياضي روي آن انجام دهد. هريك از بلوك‌هاي سخت‌افزاري پردازنده‌ي مركزي، به دستورالعمل‌هاي متفاوتي نياز دارند. هرچه پردازنده‌هاي بزرگ‌تر و پيچيده‌تر مي‌شوند، پيچيدگي دستورالعمل‌ها نيز بيشتر مي‌شود.

تفاوت بنيادي آرم با معماري‌هاي قبلي در شيوه‌ي مديريت دستورالعمل‌ها ايجاد مي‌شود. آرم براساس دستورالعمل‌هاي RISC يا Reduced Instruction Set Comouting عمل مي‌كند؛ درحالي‌كه پردازنده‌هاي x86 براساس معماري CISC يا Complex Instruction Set Computing، دستورها را اجرا مي‌كند. دستورالعمل‌ها پردازنده‌ آرم بسيار كوچك هستند و ارتباط بسيار كمي بين تعداد دستورالعمل‌ها و مأموريت‌هاي زيرمجموعه‌اي پردازنده وجود دارد.

معماري مبتني‌بر CISC تفاوت‌هايي عمده با RISC دارد. اين معماري دستورالعمل‌هاي بسيار زيادي را ارائه مي‌كند كه اغلب آن‌ها عمليات متنوع و پيچيده‌ي زيادي را اجار مي‌كنند. از ميان فرايندهاي اجرايي دستورالعمل‌ها مي‌توان به محاسبه‌ي رياضياتي و جابه‌جايي داده‌ها اشاره كرد. پياده‌سازي دستورالعمل‌هاي بيشتر در معماري CISC، يعني اين معماري بهره‌وري بيشتري به متخصص ارائه مي‌كند. درمقابل، تعدد دستورالعمل‌ها باعث مي‌شود مصرف توان بيشتر شود. چرا مصرف توان در اين معماري بيشتر مي‌شود؟؛ چون رمزگشايي دستورالعمل‌هاي متعدد به توان بيشتري نياز دارد.

با توضيحات گفته‌شده، به اين نتيجه مي‌رسيم كه معماري پردازنده همان ارتباط بين طراحي سخت‌افزار پردازنده و دستورالعمل‌ها است. طبق همين تعريف، معماري پردازنده را مي‌توان براي اهداف گوناگوني طراحي كرد. به‌عنوان مثال، پردازنده را مي‌توان با هدف محاسبه‌ي اعداد بسيار زياد يا مصرف انرژي كم يا به‌حداقل‌رساندن ابعاد و مساحت قطعه‌ي سيليكوني طراحي كرد. درمجموع، تفاوت آرم و x86 نيز در همين هدف‌گذاري مشخص مي‌شود. معماري آرم از اساس براي كاهش مصرف توان در پردازنده طراحي شد.

امروزه، معماري‌هاي ۶۴ بيتي در موبايل‌هاي هوشمند و كامپيوترهاي شخصي به‌وفور ديده مي‌شوند؛ البته هميشه اين‌گونه نبوده است. موبايل‌هاي هوشمند از سال ۲۰۱۲ و يك دهه پس از كامپيوترهاي شخصي، به معماري جديد روي آوردند. معماري ۶۴ بيتي به‌طور خلاصه از آدرس‌هاي حافظه و رجيستري بزرگ استفاده مي‌كند كه امكان بهره‌مندي از انواع داده‌ي ۶۴ بيتي بلند را فراهم مي‌كند. براي بهره‌مندي از معماري ۶۴ بيتي، علاوه‌بر سخت‌افزار و دستورالعمل‌هاي مناسب، بايد سيستم‌عامل هماهنگ با معماري نيز استفاده شود.

اپل اولين شركتي بود كه پردازنده‌هاي ۶۴ بيتي را براي دستگاه‌هاي همراه خود عرضه كرد و درادامه، توليدكننده‌هاي اندرويدي وارد بازار شدند. درمجموع، حركت به‌سمت معماري ۶۴ بيتي تأثير مستقيمي بر فرايندهاي پردازشي روزمره نگذاشت؛ البته معماري مذكور براي انجام محاسبه با دقت زياد روي اعداد اعشاري كارايي بسيار زيادي دارد. همچنين، پياده‌سازي رجيسترهاي ۶۴ بيتي به افزايش دقت رندر سه‌بعدي هم كمك مي‌كند. افزايش سرعت رمزنگاري و ساده‌سازي استفاده از حافظه‌ي رم بيش از چهار گيگابايت، از مزاياي ديگر معماري ۶۴ بيتي هستند.

همان‌طوركه گفته شد، كامپيوترهاي شخصي قبل از موبايل‌هاي هوشمند از معماري ۶۴ بيتي استفاده كردند. AMD اولين شركتي بود كه در سال ۱۹۹۹ اولين معماري از اين دسته را به دنياي پردازش معرفي كرد. البته ناكامي AMD باعث شد كه معماري موجود x86 اينتل تقويت شود. اينتل هم بعدا اولين محصول ۶۴ بيتي خود را به‌نام IA64 معرفي كرد.

آرم در سال ۲۰۱۱، معماري ARMv8 64-bit را معرفي كرد. شركت آرم به‌جاي توسعه و بزرگ‌كردن معماري ۳۲ بيتي اوليه، معماري كاملا جديد ۶۴ بيتي معرفي كرده بود كه دوران تازه‌اي را در معماري‌هاي پردازشي به‌همراه داشت. معماري ARMv8 دو مرحله‌ي اجرايي به ‌نام‌هاي AArch32 و AArch64 دارد. همان‌طوركه از نام‌ها برمي‌آيد، يكي از آن‌ها براي اجراي كدهاي ۳۲ بيتي و ديگري براي كدهاي ۶۴ بيتي استفاده مي‌شود. زيبايي طراحي آرم اين است كه پردازنده مي‌تواند حين پياده‌سازي فرايند اجرايي، بين دو حالت جابه‌جا شود. به‌بيان‌ديگر، بخش رمزگشاي دستورالعمل ۶۴ بيتي طراحي جديدي محسوب مي‌شود كه لاخبار تخصصيا به حفظ هماهنگي با مفاهيم ۳۲ بيتي نيازي ندارد. درمقابل، كل پردازنده به‌دليل مجهزبودن به بخش ۳۲ بيتي، امكان هماهنگي با دستورالعمل‌هاي قبلي را دارد.

تفاوت معماري شرح ‌داده‌شده موفقيت‌هاي كنوني آرم و چالش‌هاي دو غول قديمي دنياي پردازنده را توجيه مي‌كند. رويكرد آرم در توسعه‌ي معماري با هدف مصرف اندك توان در بازار موبايل با نياز به توان طراحي گرمايي حدود ۳/۵ وات (TDP) بسيار كارساز بوده است. افزون‌براين، بهره‌وري و قدرت پردازنده‌هاي آرم هم با افزايش ابعاد و مقياس‌دهي به طراحي بيشتر مي‌شود و حتي به نزديكي قدرت و بهره‌وري پردازنده‌هاي اينتل مي‌رسد. درمقابل، پردازنده‌هاي مرسوم Core i7 اينتل با توان طراحي گرمايي ۱۰۰ وات براي متخصصدهاي حرفه‌اي دسكتاپ و سرور بسيار عالي هستند؛ اما نمي‌توان آن‌ها را با هدف توان‌هاي طراحي كمتر از پنج وات كوچك كرد. به‌همين‌دليل، در سال‌هاي گذشته شكست برند اينتل اتم در دنياي موبايل را شاهد بوديم.

در دهه‌ي گذشته، عوامل متعددي به كاهش توان مصرفي پردازنده‌ها كمك كرده‌اند كه ازجمله‌ي آن‌ها مي‌توان به نقش فرايندهاي توليد سيليكون اشاره كرد كه بازدهي مصرف نيرو را به ميزان درخور‌توجهي بهبود داد. در نگاه كلي، كوچك‌ترشدن ابعاد ترانزيستورها، همان روش‌هاي توليدي كه با پسوند نانومتر مي‌شناسيم، به كاهش توان مصرفي منجر مي‌شود.

يكي از دلايل پيشرفت آرم و معماري‌هاي مدرن در دنياي پردازش را مي‌توان در ضعف اينتل از عبور از فناوري‌هاي سنتي مشاهده كرد. تيم آبي هنوز گرفتار طراحي ۱۴ نانومتري است كه در سال ۲۰۱۴ معرفي كرد. از آن زمان، تراشه‌هاي موجود در موبايل‌هاي هوشمند از روش توليد ۲۰ به ۱۴ و ۱۰ و سپس ۷ نانومتري رسيدند. روش توليد ۵ نانومتري هم در سال ۲۰۲۱ به بازار معرفي خواهد شد. چنين پيشرفتي به‌‌دليل رقابت شديد بين كارخانه‌هاي توليدي TSMC و سامسونگ رخ داد.

يكي از قابليت‌هاي مهم و اصلي معماري آرم كه در پايين نگه‌داشتن توان مصرفي در محصولات مبتني‌بر اين معماري تأثير گذاشت، پردازش ناهمگون است. ايده‌ي پردازش ناهمگون به‌سادگي تعريف مي‌شود. براي رسيدن به چنين نوعي از پردازش، معماري به‌گونه‌اي طراحي مي‌شود كه امكان كاركردن هم‌زمان بخش‌هاي گوناگون را در پردازنده‌ ممكن مي‌كند. منظور از بخش‌هاي گوناگون بلوك‌هاي متفاوتي هستند كه ازلحاظ مصرف توان و كارايي باهم يكسان نيستند.

آرم اولين‌بار در سال ۲۰۱۱ مفهومي به‌نام big.LITTLE را معرفي كرد كه پياده‌سازي ساختار بالا را به‌همراه داشت. در آن سال، هسته‌هاي Cortex-A15 به‌عنوان هسته‌هاي پرقدرت big و Cortex-A7 به‌عنوان هسته‌هايي با توان و مصرف كمتر موسوم به little در معماري به‌كار گرفته شدند. امروزه، حضور هسته‌هاي قدرتمند با توان پردازشي چشمگير دركنار هسته‌هاي سبك‌تر و كوچك‌تر با توان و مصرف كمتر در پردازنده‌هاي موبايل هوشمند، قابليتي مرسوم و قابل‌انتظار به‌شمار مي‌رود. البته پياده‌سازي كافي و رضايت‌بخش چنين طرحي تا سال ۲۰۱۷ رخ نداده بود.

اينتل در رقابت با معماري جديدي كه آرم معرفي كرده بود، به موفقيت نرسيد؛ چراكه نمي‌توانست تعادل لازم را بين كارايي و بازدهي پردازنده‌هاي مبتني‌بر معماري جديد فراهم كند. رقابت و تلاش اين شركت تا سال ۲۰۲۰ هم ادامه پيدا كرد. اينتل مفهوم Feveros را با طراحي EMIB (مخفف Embedded Multi-die Interconnect Bridge) معرفي كرد. همچنين، پروژه‌هاي هيبريدي براي رسيدن به طراحي تراشه‌ي رقابتي با آرم پياده‌سازي شد كه نمونه‌هايي از آن را در محصولات ۱۰ نانومتري ليك‌فيلد مشاهده كرديم. ليك‌فيلد از يك هسته‌ي پرقدرت Sunny Cove بهره مي‌برد كه دركنار چهار هسته‌ي كوچك‌تر با بازدهي بيشتر از نوع Tremont، تركيب متعادلي ارائه مي‌كند. پردازنده‌هاي مذكور قابليت‌هاي گرافيكي و ارتباط و اتصال حرفه‌اي را هم ارائه مي‌كنند. حتي تركيب جديد اينتل هم با تمركز روي لپ‌تاپ با توان مصرفي ۷ وات طراحي شد و هنوز قابليت پياده‌سازي در موبايل‌هاي هوشمند را ندارد.

درحال‌حاضر، رقابت آرم با x86 در بازار لپ‌ تاپ با توان طراحي كمتر از ۱۰ وات پيگيري مي‌شود. در رقابت جديد، اينتل براي مقياس‌دهي رو به پايين پردازنده‌هاي خود مي‌كوشد و درمقابل، آرم تلاش مي‌كند پردازنده‌هاي خود را قدرتمندتر كند. وقتي خبر تصميم اپل مبني‌بر مهاجرت به آرم رسانه‌اي شد، همه‌ي بخش‌هاي بازار به اين نتيجه رسيدند كه معماري آرم به قدرت و بازدهي لازم براي پياده‌سازي جدي در دنياي كامپيوترهاي شخصي رسيده‌ است. چنين موفقيتي را مي‌توان تركيبي از پردازش ناهمگون در سطح معماري آرم و هنر اپل در سفارشي‌سازي طراحي دانست.

درمجموع، پيشرفتي كه امروز پس از گذشت نزديك به يك دهه در جبهه‌ي آرم ديده مي‌شود، تركيبي از دلايل گوناگون دارد. معماري كاملا جديدي كه شركت بريتانيايي در سطوح پايين طراحي پردازنده معرفي كرد، دركنار ضعف اينتل در بهينه‌سازي طراحي، خصوصا در دنياي موبايل، از دلايل مهم رشد سريع آرم بودند.

آرم ابتدا با هدف‌گيري بازار موبايل، معماري بهينه‌ي خود را به بازار پردازنده معرفي كرد. پيشرفتي كه بازار موبايل‌هاي هوشمند در سال‌هاي گذشته تجربه كرد، به افزايش شهرت شركت بريتانيايي انجاميد. همين پيشرفت و رشد باعث شد طراحان و توليدكنندگان بزرگ دنياي پردازنده و مهندسان خود آرم، تصميم بگيرند طراحي را توسعه دهند و آن را در بازارهاي جديد به‌كار گيرند.

همان‌طوركه گفته شد، اپل با اعلام رسمي مهاجرت به آرم براي كامپيوترهاي شخصي تا دو سال آينده، انقلابي بزرگ در دنياي كامپيوتر شخصي ايجاد كرد. امروزه، اغلب متخصص كارشناسان با تأييد تصميم صحيح اپل براي مهاجرت از اينتل به آرم، تأثير عميق آن را بر دنياي كامپيوتر شخصي تصديق مي‌كنند.

مسير اپل در مهاجرت از x86 به آرم، براي خود اين شركت مزاياي متعددي به‌همراه دارد. يكي از مزيت‌هاي مهم تصميم اخير، كاهش هزينه‌ي طراحي و توليد براي اپل خواهد بود. به‌هرحال، آن‌ها ديگر از طراحي سفارشي خود بهره خواهند برد و به اينتل يا ديگر شركت‌هاي توليدكننده وابسته نيستند.

يكي از مزاياي مهم مهاجرت به آرم براي اپل، يكپارچه‌شدن اكوسيستم كامپيوتر شخصي شركت با آيفون و آيپد است. كوپرتينويي‌ها اكنون پردازنده‌هاي سري A مخصوص آيفون و آيپد را براساس معماري آرم مي‌سازند. وقتي معماري پايه‌اي كامپيوترهاي شخصي هم از همان ساختار پيروي كند، طراحي اپليكيشن‌ها به‌صورت يكپارچه ممكن خواهد بود. درنتيجه، توسعه‌دهندگان مي‌توانند با همان روش و دستورالعملي كه براي آيفون و آيپد اپليكيشن مي‌سازند، براي مك هم محصول توليد كنند.

اپل با تكيه بر دستاوردهاي نرم‌افزاري خود ابزارهاي سخت‌‌افزاري مي‌سازد. وقتي چنين شركتي كنترل معماري محصولاتش را در دست بگيرد، به‌راحتي مي‌تواند پردازنده را براي كارايي بهتر اپليكيشن‌ها بهبود دهد. كوپرتينويي‌ها تا امروز به طراحي معماري اينتل محدود بودند كه شايد در بسياري از مواقع، موجب كاهش عملكرد و بهره‌وري اپليكيشن‌هاي مك مي‌شد.

از دلايل مهمي كه به مهاجرت اپل از اينتل به آرم منجر شد، اشكالات تيم آبي در رسيدن به چرخه‌ي لازم براي پيشرفت پردازنده‌ها بود. در بسياري از مواقع، چرخه‌ي پيشرفت روش توليد در كارخانه‌هاي اينتل با نيازهاي اپل هماهنگ نبود. از آن مهم‌تر، اينتل در سال‌هاي گذشته اشكالات زيادي، خصوصا در حوزه‌ي زنجيره‌ي تأمين داشت. آن‌ها در بسياري از مواقع موفق نمي‌شدند نيازهاي اپل را تأمين كنند. اكنون كه اپل براي كامپيوترهاي شخصي هم از پردازنده‌هاي سفارشي خودش استفاده مي‌كند، مديريت زنجيره‌ي تأمين و كنترل آن را هم به‌راحتي در دست خواهد داشت.

دركنار مزايايي كه مهاجرت از اينتل به آرم براي اپل دارد، دنياي كامپيوترهاي شخصي هم با تغيير و تحول‌هاي چشمگيري همراه خواهد شد. وقتي اپل از پردازنده‌هاي مبتني‌بر آرم در كامپيوترهاي خود استفاده كند، تفاوت بين مك و PC بسيار جدي‌تر و ملموس‌تر خواهد بود. فراموش نكنيد پردازنده‌هاي آرم مصرف توان كمتري دارند؛ درنتيجه مي‌توان انتظار داشت كه كامپيوترهاي آتي اپل با طراحي بسيار باريك‌تر عرضه شوند و حتي انقلابي در طراحي لپ‌تاپ‌ها و كامپيوترهاي روميزي و چندكاره را شاهد خواهيم بود. پردازنده‌هاي مبتني‌بر آرم احتمالا اشكالات مرسوم گرمايي را در كامپيوترهاي مك از بين مي‌برد.

وقتي اپل در خانواده‌ي جديد محصولاتش نمونه‌هايي با ضخامت بسيار كم و اكوسيستم شبيه به موبايل به بازار عرضه كند، قطعا شركت‌هاي ديگر فعال در بازار كامپيوترهاي شخصي هم گزينه‌هاي مشابه را مطالعه خواهند كرد. اينتل اكنون تلاش مي‌كند با تمركز روي لپ‌تاپ‌هاي قدرتمند با مصرف اندك با توليدكننده‌هاي لپ‌تاپ اتحادي قدرتمند را شكل دهد؛ اما موفقيت احتمالي اپل در ساخت مك‌بوك‌هاي قدرتمند با پردازنده‌هاي آرم زنگ‌خطر را براي آن‌ها به‌صدا درمي‌آورد. اگر اپل بتواند مقرون‌به‌صرفه‌ و قوي بودن لپ‌تاپ‌هاي مبتني‌بر پردازنده‌ي آرم را به دنياي كامپيوتر شخصي ثابت كند، قطعا شركت‌هاي ديگر هم مسير مشابه را مدانديشه متخصصين قرار مي‌دهند.

اپليكيشن‌هايي كه با طراحي و رابط متخصصي مشابهي در پلتفرم‌هاي متنوع عرضه شوند، هميشه دلخواه متخصصان بوده‌اند. شركت‌هاي متعدد تلاش كردند چنين تجربه‌هايي را براي متخصصان ايجاد كنند؛ اما ظاهرا تفاوت معماري بين سيستم‌هاي موبايلي و كامپيوتر شخصي، مانع اصلي در ارائه‌ي چنين قابليت‌هايي بود. اكنون كه اپل به‌سمت استفاده از يك معماري در تمامي اكوسيستم‌هاي خود پيش مي‌رود، احتمالا ادغام سريع‌تر و روان‌تر اكوسيستم‌ها را شاهد خواهيم بود.

نشانه‌هاي اوليه از تمايل اپل براي يكپارچه‌كردن اكوسيستم‌‌هاي موبايل و كامپيوتر شخصي را مي‌توان در پيش‌نمايش نسخه‌ي جديد سيستم‌عامل كامپيوتر شخصي شركت، يعني macOS Big Sur، مشاهده كرد. متخصص كارشناسان اعتقاد دارند اپل طراحي نسخه‌ي جديد را به‌سمتي برد كه براي هرچه موبايلي‌ترشدن سيستم‌عامل كامپيوتر شخصي آماده شود. آيكن‌ها و رابط متخصصي و تنظيمات Big Sur به‌گونه‌اي هستند كه بسيار شبيه به iOS و iPadOS به‌انديشه متخصصين مي‌رسند. حتي برخي اعتقاد دارند اپ‌استور هم در پلتفرم‌هاي هدف اپل يكپارچه خواهد شد.

اپل براي مسير مهاجرت به معماري جديد دو برنامه‌ي اصلي در پيش دارد كه مهم‌ترينش همان Rosetta 2 است. كوپرتينويي‌ها تلاش مي‌كنند روند مهاجرت به آرم را براي توسعه‌دهندگان و متخصصان آسان كنند و با روزتا شبيه‌سازي اپليكيشن‌هاي قديمي را ممكن مي‌كنند. درنتيجه، مي‌توان با قدرت ادعا كرد برنامه‌ي مهاجرت اپل با جديت دنبال مي‌شود و باتوجه‌به گستردگي درخور‌توجه جامعه‌ي توسعه‌دهندگان اپل، مي‌توان پياده‌سازي سريع را حتمي دانست.

وقتي اپل بتواند اكوسيستم خود را با تغيير معماري پردازنده‌ها در تمامي بازارها يكپارچه كند، چرا شركت‌هايي همچون گوگل چنين مسيري را طي نكنند؟ گوگل اكنون به‌عنوان توسعه‌دهنده‌ي اصلي اندرويد سيستم‌عامل كروم را هم ارائه مي‌كند. اگر اهالي مانتين‌ويو هم بتوانند مسيري مانند اپل را طي كند، شايد شاهد رخدادي مشابه در دنياي اندرويد هم باشيم. گوگل هنوز راه زيادي در مسير توسعه‌ي پردازنده‌ي سفارشي در پيش دارد؛ اما اخبار و شايعه‌هاي متعدد مي‌گويند كه آن‌ها طراحي پردازنده‌ي اختصاصي براي موبايل‌هاي پيكسل را در دستوركار دارند.

زماني تصور عمومي بر اين بود كه پردازنده‌هاي آرم تنها براي موبايل‌هاي هوشمند و دستگاه‌هايي با مصرف كم مناسب هستند؛ ولي اكنون مي‌بينيم شركت‌هاي بزرگي همچون اپل، تصميم گرفته‌اند كامپيوتر شخصي قدرتمند را با اين پردازنده‌ها عرضه كنند. نكته‌ي مهم اينكه پردازنده‌هاي مبتني‌بر معماري x86 تاكنون در بازار سرور و پردازش‌هاي نيازمند قدرت فراوان فرمانروايي كرده‌اند؛ اما ظاهرا آن بازار نيز به‌مرور هدف نفوذ طراحي‌هاي مبتني‌بر آرم قرار مي‌گيرد. شايد در نگاه اول شباهتي بين اكوسيستم موبايل هوشمند و سرور مشاهده نكنيم و ورود آرم به دنياي بزرگ‌تر را عجيب قلمداد كنيم. بااين‌حال، موبايل‌هاي هوشمند و سرورها ازلحاظ فناوري و بازار نقاط مشتركي هم دارند.

طراحي پردازنده براي موبايل هوشمند و سرور كمي به‌هم شبيه است. در هر دو بازار، به‌دنبال افزايش بازدهي مصرف نيرو، خنك‌كنندگي بهتر، بهره‌وري بيشتر به‌ازاي هزينه و... هستيم. نكته‌ي مهم‌تر اينكه به‌دليل شكست مايكروسافت در هر دو بازار، از ويندوز در پلتفرم‌هاي موبايل و اغلب سرورها خبري نيست. اكثر سيستم‌‌عامل‌ها در هر دو بازار برمبناي يونيكس هستند. اندرويد و iOS و انواع توزيع لينوكسي مخصوص سرور، همگي از جنس يونيكس هستند. همين امر باعث مي‌شود بازارهاي مذكور الزاما به معماري مبتني‌بر x86 نياز نداشته باشند.

مشتريان آرم در بازار سرور

مباحثه و گفت‌وگو و گمانه‌زني درباره‌ي سرورهاي مبتني‌بر آرم، از سال ۲۰۱۰ شروع شد؛ البته فرايند پياده‌سازي معماري در ساختار سرور با سرعت بسيار كمي پيش مي‌رفت. هنوزهم پردازنده‌هاي مبتني‌بر آرم سهم آن‌چنان زيادي از بازار سرور ندارند و پردازنده‌هاي x86 اينتل و AMD فرمانروايي مي‌كنند. اينتل با وجود اشكالاتي كه در سال‌هاي اخير در بازارهاي ديگر داشت، در بخش سرور موفق شد سهم خود را افزايش دهد؛ اما خطر را در اين بخش هم احساس مي‌كند.

متخصص كارشناسان سخت‌افزار مزاياي استفاده از پردازنده‌هاي آرم در دسته‌ي سرور را از جنبه‌هاي گوناگون مطالعه مي‌كنند. هزينه‌ي كمتر به نسبت كارايي، تكامل فشار كاري در سرورها، هماهنگ‌شدن بيشتر با معماري آرم، امكان خريد پردازنده از توليدكنندگان متعدد براي خريداران سرور، استفاده از طراحي‌هاي سفارشي براي متخصصدهاي متنوع، بازدهي مناسب آرم در برخي از متخصصدهاي عملياتي زيرساختي و تمايل فعالان بازار به شكستن انحصار اينتل در بازار سرور همگي باعث شده‌اند مفهوم آرم بيش از هميشه در بازار حرفه‌اي سرور هم ديده شود. همين مزايا باعث شد بسياري از شركت‌هاي بزرگ همچون سرويس خدمات ابري آمازون AWS به‌مرور به فكر استفاده از پردازنده‌هاي مبتني‌بر آرم در ديتاسنترهاي خود بيفتند. اين روند مي‌تواند مانند اپل در بازار كامپيوترهاي شخصي، بازيگران ديگر را با پيش‌گام بازار، يعني آمازون، همراه كند.

با وجود تمام مزايايي كه براي ورود آرم به دنياي سرور متصور هستيم، هنوز برخي متخصص كارشناسان مسير را براي پيروزي شركت بريتانيايي و معماري آن‌ها طولاني مي‌دانند. لينوس توروالدز اعتقاد دارد با وجود برتري‌هاي هزينه‌اي و كارايي آرم، نبود پلتفرم دسكتاپ مناسب براي اين معماري از رشد آن در دسته‌ي سرور مانع مي‌شود. او مي‌گويد اكنون توسعه‌دهندگان به‌راحتي برنامه‌ريزي‌هاي خود را روي پلتفرم دسكتاپ شخصي پياده‌سازي و آزمايش مي‌كنند و به‌دليل يكسان‌بودن معماري (x86) در سمت سرور، به‌راحتي مي‌توان آن را مقياس‌دهي كرد. اين در حالي است ‌كه در اكوسيستم آرم هنوز امكان مناسبي براي آزمايش‌كردن به‌صورت شخصي وجود ندارد.

همان‌طوركه پيش‌تر گفتيم، قطعا حركت اپل به‌سوي آرم جرياني بزرگ را براي دنياي كامپيوترهاي شخصي ايجاد مي‌كند. البته سهم اپل هنوز از بازار كامپيوترهاي روميزي و لپ‌تاپ آن‌چنان زياد نيست و هميشه در بازه‌اي نزديك به ۱۰ درصد گزارش مي‌شود؛ درنتيجه، درصورت موفقيت كامل اپل در عرضه‌ي كامپيوترهايي مبتني‌بر آرم هم در خوش‌بينانه‌ترين حالت ۱۰ درصد از بازار با پردازنده‌هاي آرم اشغال خواهد شد. درمقابل، پلتفرم ويندوز به‌عنوان محبوب‌ترين پلتفرم دنياي كامپيوترهاي شخصي شناخته مي‌شود و براي شكست كامل x86، بايد ورود جدي‌تر مايكروسافت به جريان جديد را شاهد باشيم.

مايكروسافت در ۱۰ سال گذشته چندين‌بار تلاش كرده است به‌طور جدي به دنياي پردازنده‌هاي مبتني‌بر آرم وارد شود. در مسير مذكور، آن‌ها شكست‌هاي زيادي را هم متحمل شده‌اند كه مشهورترين و مهم‌ترينش را مي‌توان سرفيس RT و ويندوز RT دانست. اكنون كه رقيب بزرگي همچون اپل، تصميمي جدي براي استفاده از معماري آرم گرفته است، احتمالا ردموندي‌ها نيز برنامه‌هاي خود براي توسعه‌ي راهكارهاي متخصصدي در پلتفرم ويندوز را جدي‌تر دنبال مي‌كنند.

نكته‌ي بسيار مهم در مهاجرت بزرگ از x86 به آرم، در همراهي از توسعه‌دهندگان ديده مي‌شود. همان‌طوركه در WWDC2020 ديديدم، اپل برنامه‌هايي جدي براي ترغيب توسعه‌دهندگان به بازار جديد دارد. آن‌ها ابتدا ابزار شبيه‌ساز براي اجراي اپليكيشن‌هاي قديمي روي معماري آرم را عرضه مي‌كنند؛ اما بيش از هميشه اعتقاد دارند توسعه‌دهندگان بايد اپليكيشن‌هايي بومي مبتني‌بر آرم توسعه دهند.

در دهه‌هاي گذشته، مايكروسافت ارتباط تنگاتنگي با جامعه‌ي توسعه‌دهندگان نداشت و خصوصا در جامعه‌ي متن‌باز، به‌عنوان بازيگر شيطاني شناخته مي‌شد. رخدادهاي متعدد در سال‌هاي اخير حركت ردموندي‌ها به‌سمت توسعه‌دهندگان را به‌خوبي نشان داد. آن‌ها ابزارهاي بهتر و بيشتري را به‌صورت متن‌باز دراختيار توسعه‌دهنده قرار مي‌دهند و جريان كلي شركت به‌سمت حمايت جامع‌تر پيش مي‌رود. درمجموع، مديران مايكروسافت ظاهرا برنامه‌هايي جدي براي همراه‌كردن هرچه‌بيشتر توسعه‌دهندگان با خود دارند. آن‌ها مي‌دانند با يادگيري از روند اپل در مهاجرت به آرم، كم‌كم توسعه‌دهندگان پلتفرم ويندوز را هم به حركتي مشابه تشويق كنند.

درنهايت، مسير مايكروسافت به‌سمت دنيايي كاملا مبتني‌بر آرم آسان نيست و برنامه‌هايي جدي هم در بخش خدمات ابري آژور دارد. حتي برخي پيش‌بيني مي‌كنند كه آينده‌ي مايكروسافت با سرويس‌هاي كاملا مبتني‌بر ابر گره خورده است و شايد آن حركت شركت را به برنامه‌ريزي دقيق‌تر در حوزه‌ي معماري پردازنده مجبور كند. اگر به‌دنبال سهم بيشتر آرم در دنياي كامپيوترهاي شخصي هستيم، وضعيت كنوني سهم بازار نشان مي‌دهد كه ويندوز بايد به‌سمت معماري جديد حركت كند؛ مگر اينكه سيستم‌عامل‌هاي كروم و مك و لينوكس بتوانند گزينه‌هايي جذاب‌تر را در سال‌هاي آتي دراختيار توسعه‌دهندگان و البته مصرف‌كنندگان قرار دهند و به‌مرور سهم ويندوز را تصاحب كنند.

نقش توسعه‌دهندگان در افزايش سهم معماري آرم در بازار پردازش بسيار مهم است. اهميت آن‌ها را مي‌توان در تلاش‌هاي بي‌وقفه‌ي اپل در عرضه‌ي ابزارهاي مناسب براي مهاجرت توسعه‌دهندگان از x86 به آرم ديد. به‌هرحال توسعه‌ي اپليكيشن براي دو معماري براي توسعه‌دهندگان آسان نيست. اگرچه مي‌توان با ابزارهاي شبيه‌ساز اپليكيشن‌هاي پلتفرمي را روي ديگري اجرا كرد، شركت‌هاي بزرگ همگي به‌دنبال اپليكيشن‌هاي بومي هستند؛ درنتيجه باز به توصيه‌ي بالا برمي‌گرديم كه شركت‌هايي همچون اپل و مايكروسافت بايد يك سمت بازار (آرم يا x86) را انتخاب كنند و توسعه‌دهندگان را به‌سمت آن سوق دهند؛ انتخابي كه اپل در WWDC2020 رسما اعلام كرد.

معماري x86 از دهه‌ها پيش به‌عنوان معماري غالب دنياي پردازنده شناخته مي‌شود. تا يك دهه پيش، اين معماري در تمامي دسته‌هاي بازار پردازنده بيشترين سهم بازار را داشت تا اينكه به‌مرور آرم در بازار موبايل‌هاي هوشمند به پيروزي بزرگي رسيد. اكنون تقريبا تمامي سازنده‌هاي پردازنده در دنياي موبايل هوشمند از پردازنده‌هاي مبتني‌بر آرم استفاده مي‌كنند و x86 (با مجوز اينتل)، يكي از بازارهاي مهم و رو‌به‌رشد را از دست داد. در سال‌هاي اخير، تهديد آرم در بازار كامپيوترهاي شخصي و سرور بيشتر شده است. درنهايت، اين سؤال مطرح مي‌شود: آيا آرم موفق خواهد شد قلعه‌ي مستحكم x86 را فروريزد؟

بازهم بايد به نقش مهم اپل در رقابت جديد اشاره كنيم. با عرضه‌ي نهايي كامپيوترهاي مك مبتني‌بر معماري آرم، اپل به اولين شركتي در جهان تبديل مي‌شود كه كنترل كامل سخت‌افزار و نرم‌‌افزار را در تمامي محصولات مصرفي‌اش در دست دارد. كوپرتينويي‌ها اكنون قوي‌ترين پردازنده‌هاي موبايلي مبتني‌بر آرم را به بازار عرضه مي‌كنند و همين حقيقت اميدها را به عرضه‌ي محصولي عالي در دسته‌ي كامپيوتر شخصي بيشتر مي‌كند. اپل از زماني‌كه پردازنده‌هاي سفارشي خود را مبتني‌بر معماري آرم براي موبايل‌هاي هوشمند و تبلت‌ها عرضه مي‌كند، آن‌ها را سال‌به‌سال بهبود داده است. اين در حالي است ‌كه بزرگ‌ترين بازيگر جبهه‌ي مقابل (x86)، يعني اينتل، تاريخچه‌اي پر از اشكال و ناكامي را در سال‌هاي گذشته تجربه كرد. آن‌ها هنوز موفق نشده‌اند از روش توليد ۱۴ نانومتري به ۱۰ نانومتري مهاجرت كنند و همين اشكالات يكي از دلايل اصلي خروج اپل از جمع مشتريان تيم آبي بود.

آرم اولين رقيبي نيست كه دربرابر x86 قد علم مي‌كند؛ اما يكي از رقباي موفق و خطرناك‌ به‌شمار مي‌آيد. معماري‌هاي ديگر همچون SPARC ،MIPS ،Itanium و PA RISC همگي در تهديدكردن x86 ناموفق بودند. منتهي امروز در وضعيتي قرار داريم كه آرم با حمايت غول‌هايي همچون اپل، در مسيري جدي براي شكست x86 قدم برمي‌دارد.

جريان‌هاي پيش‌آمده در سال‌هاي اخير نشان دادند كه در دنياي فناوري، خصوصا پردازش، هيچ‌گاه نمي‌توان برتري يك شركت يا مفهوم فناورانه را دائمي دانست. اينتل كه سال‌ها به‌عنوان فروشنده‌ي بهترين پردازنده‌‌هاي كامپيوتري شناخته مي‌شد، اكنون به حركت پشت‌سر رقيب قديمي، يعني AMD، مجبور است. همين تغيير در بازار نشان مي‌دهد كه دنياي x86 هم قابليت تهديدشدن دارد. بازهم تكرار مي‌كنيم نقش اپل و عرضه‌ي احتمالي كامپيوتري قدرتمند مبتني‌بر معماري آرم، بيش از تمامي پيش‌بيني‌ها و عوامل ديگر است. كوپرتينويي‌ها قطعا به‌‌دليل استراتژي خاص ارزش‌‌گذاري، موفق نمي‌شوند سهم خود را در طولاني‌مدت افزايش دهند؛ اما به‌احتمال زياد، بازيگران ديگر را با خود همراه مي‌كنند.

تمامي گزاره‌ها و پيش‌بيني‌هاي يادشده در اين مقاله تا زمان عرضه‌ي نهايي محصولي تجاري از كمپ كوپرتينو تأييد يا رد شدني نيستند. اخبار قبلي ادعا مي‌كردند كه اولين كامپيوترهاي مك مبتني‌بر آرم در انتهاي سال جاري يا ابتداي سال آينده به بازار عرضه مي‌شوند. به‌هرحال صرف‌انديشه متخصصين از رقابت بنچماركي پردازنده‌ي اپل با بازيگران ديگر بازار همچون پردازنده‌هاي تايگر ليك U و Y و انواع جديد AMD رايزن و حتي پردازنده‌ي ون‌گوك، بايد منتظر استقبال كردن يا نكردن توسعه‌دهندگان نيز باشيم.

انديشه متخصصينات شما درباره‌ي اين موضوع چيست؟ آيا دهه‌ي ۲۰۲۰ را مي‌توان دوران سقوط معماري x86 و حتي شايد اينتل دانست؟