多くの場合、重要な変更は、最終的に浮上する長い不足電流で構成されます。 問題に関心のある人の前ですべてが起こりますが、開発から実装への移行の瞬間は予期しないことがあります。 デルは長い間サーバー業界で発展してきました。これは、同社が顧客に提供している幅広いハードウェアとソフトウェアで明らかに見られます。 大規模な顧客との直接的なやり取りとターンキーソリューションの提供により、デルはデータセンターの機器を最適化するプロセスで発生する現代の顧客の要求と課題に精通しています。
その1つは、多くのタスクにおいて、インストールの個々のサーバーの計算能力よりもソリューションのコンパクトさと費用対効果が高い優先順位を持っていることです。 長年にわたって、サーバー機器でCPUとしてARMプロセッサを広く使用することを目的とした開発が行われてきました。 ネットワークデバイス、ディスクアレイなどのコントローラーとして。 それらは長い間、広く、そして成功裏に使用されてきましたが、それはまさにサーバーのCPUがこれまでほとんど使用されていない方法です。
デルがそのような決定を下した現代のコンピューター技術開発のいくつかの側面を見てみましょう。今日は遠くから始めましょう。ARMとは何で、どこから来たのでしょうか。
プロセッサアーキテクチャ-小さな歴史
Intel 8086プロセッサの登場により、コンピューター時代のd明期から、より正確には、x86とRISCの2つの主要なアーキテクチャが並行して存在します。 それらの違いは、プロセッサによって実行される命令のレベルで始まります。これは、作成されたプログラムが変換されるコンパイル済みのプログラムコードに由来します。 大まかに言えば、コンパイル段階で、プログラムコードを実行できるプロセッサを決定します。 x86の場合、さまざまなアプリケーションのニーズの処理を最適化するために、命令セットは当初はより多様でしたが、RISCプロセッサは限られた命令セットを処理します。 RISCの主な違いは、プログラムコードを命令システムに適合させることによって打ち負かすことは困難ですが、浮動小数点計算がないことです。 マルチメディア処理および科学的タスクにとって重要です。
プロセッサエンジニアリングの各ブランチは独自の方法で開発され、最初に策定されたコンセプトは、最初は相互に遠ざかりつつありました。 世代から世代へと、x86コマンドシステムには新しい拡張機能が追加されています。 最初、386世代の数学コプロセッサはメインプロセッサに統合され、PentiumにはMMXマルチメディアなどを処理するためのストリームパイプラインが装備され、プロセッサ自体と実行するコードの両方を複雑化する経路に沿っていました。 プロセッサーはますます強力になりましたが、特定の問題を解決するために、チップセットと拡張カードの形でますます複雑になる「ストラッピング」も必要になりました。
一見軽薄なおもちゃから、コンピューターゲームで最も需要の高い3Dグラフィックスの計算を高速化するビデオカードの機能により、新しいプロセッサアーキテクチャが成長しました。 ビデオアクセラレータは、浮動小数点計算を実行するための大量並列コンベアになりました。 現在、彼らは暗号化および科学的タスクで非常に成功しており、サーバーと強力なワークステーションを装備することに取って代わりました。 nVidiaのTesla、AMDのFireStream、およびIntel Xeon Phi-それが、Quake 2とUnrealの美しさが成長した理由です。
x86アクセラレータとビデオアクセラレータの両方が、エネルギーを節約したり、サイズを小さくしたり、特定のタスクの完全な製品になることを求めたことはありません。 彼らは、視野を広げ、境界を押し広げようとする、強力で、大きく、ホットで、普遍的なソリューションであり続けています。
しかし、RISCはどうですか？ そのアーキテクチャのジャングルを掘り下げないために、より狭義のARMに移りましょう。 ARMホールディングスは、RISC命令セットを持つプロセッサの最も有名な開発者です。 プロセッサを使用するためのアーキテクチャとエコシステムを成功裏に開発し、現在ほとんどのRISCプロセッサはソリューションに基づいており、会社名はアーキテクチャ名に取って代わり、一般名になっています。
ARMプロセッサは、常に比較的シンプルで、小型で、エネルギー効率に優れています。 それらは、高度に専門化された、具体的に設定されたタスクに使用されました。 それはすべてマイクロコントローラーから始まりました。 彼らはネットワーク機器、プリンター、ラジコンカー、ATM、電話交換機、レーダー機器、GPSを制御しました...リストは膨大な量になります。 わずかに異なって構成され、外部配管にわずかな違いがある1つの同じカーネルは、このリストからかなり多数の適用タスクを実行し、完全に異なるデバイスにインストールできます。 疑いもなく、時間の経過とともに、これらの最初はシンプルで単機能のプロセッサはより複雑になり、新しい多様な機能を学びました。 PDAは、5年前にデスクトップコンピューターの能力を超えて、個人的なコミュニケーターに変化する電話との融合により、ここで重要な役割を果たしました。 したがって、ほとんどの場合、この能力はARMプロセッサによって提供されます。
プロセッサアーキテクチャ開発の2つのブランチの相違が最終的に収束につながったのはどうしてですか。 問題は、ARMアーキテクチャのスケーラビリティとその固有の強みであるエネルギー効率です。 エネルギー貯蔵技術は、10年前ほど誰もが手持ち式の内蔵型デバイスに望むほど速く開発されていないため、バッテリーに保存されている限られた量の電源を最大限の効率で使用することが非常に重要になっています。 しかし、ARM開発者はこの優先事項に焦点を当てることにより、生産性を常に着実に向上させました。
パワーを獲得し、ますます多様なタスクを解決する電話から、新しいクラスのデバイスが誕生しました。タブレットも、ほとんどがARMに基づいています。 一方、長年の競争相手であるx86プロセッサがそれに向かって動いていました。 彼らの開発パラダイムは、一見すると反対でした。 彼らは絶え間なく着実に計算能力を高め、エネルギーを節約することを徐々に学びました。 浪費のピークはPentium IVファミリーで発生し、エネルギー効率の要件を考慮して、すべてのさらなる開発がすでにリリースされています。 これは、パーソナルコンピューターのラップトップになりつつある割合が増加しているという事実と特に関連しており、バッテリー寿命は非常に重要な特性です。 その後、サブノートブック、さらに小さなネットブックが登場しました...そして、電話から成長したタブレットとの会議がありました！
要約すると、ARMを使用する電子デバイスやコンポーネントには非常に多くの種類があり、プロセッサ自体ははるかに大きく、種類も絶対条件も大きいと言えます。 しかし、進化の最初のステップはまだx86アーキテクチャで占められていました。 サーバー、生産的なワークステーション、ウルトラブック、ラップトップにインストールされます。
現在のプロセッサ開発の2つの主な方向の主な違い
ライセンスと生産
月曜日の朝に起きてプロセッサーの生産を開始することはできません。 コマンドセット、アーキテクチャの詳細、および製造プロセスは、ライセンス、開発者の著作権によって保護されています。 3人のx86開発者がおり、かなり長い間この市場で働いているため、協力と競争の過程で、彼らの間でクロスライセンスが発生します。 新しい技術の購入と交換。 x86アーキテクチャに関するドキュメントの完全なパッケージは、開発者であるIntel、技術開発者である64ビットAMD、およびVIAが所有しています。 ゼロからこの市場に参入することは、今ではほとんど不可能です。
ARMホールディングスの開発者は、ARMの命令セット、アーキテクチャ、およびエコシステムのライセンスを所有していますが、ARMプロセッサとそれらに接続されたすべての製品を外部企業に簡単かつ比較的少ないお金で製造する権利を販売しています。 多くの企業は、これらの加工業者を自社と契約ベースの両方で生産しています。 最大のものの中には、Samsung、Texas Instruments、および台湾のTSMCがありますが、それ自体はマイクロチップを開発していませんが、注文と顧客の設計によって製造しています。
それは工場です、すなわち 生産施設と技術プロセスを所有し、開発者の注文を満たします。 nVidiaのように、開発者自身がチップを生産する場合もあれば、まったく生産しない場合もあります。
Intelは、さまざまな特許の最大の開発者および保有者であるだけでなく、チップ製造工場の最大のネットワークの所有者でもあることに注意してください。
オペレーティングシステムのサポート
x86プロセッサはもともとDOSとUNIXを実行していました。 MicrosoftはDOSを大きなWindowsファミリに置き換え、無料のUNIXは多くのクローンを生み出しました。その中で最も実行可能なのはLinuxで、これも多くのチャネルに広がり、ますます多くのタスクとアプリケーションをカバーしました。 そして、彼の近くのどこか-MacOS、RISCプロセッサーで若い頃に働いていました。
ARMは当初、すべての人にとって通常の意味で、完全に運用可能なシステムではない独自のプログラムの制御下で働きました。 将来、タスクを複雑化する過程で、より強力で便利なユーザーとデバイスの対話インターフェイスが必要になりました。 それらの数はありませんが、現在の傾向は、おそらくメーカーが何らかの種類のLinux、たとえばAndroid OSを好むことです。 しかし、マイクロソフトは、Windows RTを搭載した高速列車の最後の車に飛び込みます。
市場
前述のように、ARMプロセッサは多くの企業で大量に製造されています。 競争圧力は高く、単一の基本製品の価格は小さく、収益も一般にそれほど大きくありません。
Intelの独占によるx86プロセッサの市場は、主にAMDを節約しますが、VIAのシェアは無視できます。 生産単位のコストは高く、流通は非常に限られており、製造業者の利益は相当なものです。
ポジショニング
アーキテクチャの位置付けについて言えば、現時点では、ほとんどの部分で、アプリケーションの領域が重複していると明確に言えます。 多かれ少なかれ成功し、多かれ少なかれ分布しますが、両方とも従来のタスクと新しいタスクの両方の幅広いタスクを実行できます。 そのため、Atomプロセッサシリーズは、Intelが伝統的に強い分野でARMと競合するように設計されています。 また、新しいARMデザインは、高性能サーバーの一部として機能するように位置付けられています。
次の記事では、データセンター向けの最新のサーバーハードウェアの開発動向を簡単に確認し、ARMが最新の課題に対する適切な答えである理由を理解しようとします。
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パート2
パート3