Apple er et fantastisk selskap. Markedskapitalen dobler nesten sin neste nærmeste rival, Google, og overskuddet er det tredje største av ethvert selskap i verden, ifølge Forbes. Den såkalte "krigskisten" - pengene den har i likvide eiendeler - er nå over 200 milliarder dollar. Selv de største bankene og oljeselskapene sliter med å henge med.
Dette muliggjorde selskapets berømte avhengighet av proprietær teknologi. Mens andre selskaper outsourcer, holder Apple det internt når det er mulig. Nylig utvidet den til å omfatte sjetongene som finnes i iOS-enheter. Mens Samsung, Microsoft og HTC stoler på Qualcomm og Intel, hyret Apple sitt eget team av ingeniører for å jobbe med proprietære design eksklusivt for iPhone og iPad.
Først var fruktene av dette arbeidet beskjedent, men med hver nye utgivelse har Apples AX-brikkelinje blitt mer truende. Cupertinos ingeniører har allerede varslet andre ARM-chiparkitekter, og de nipper til hælene til Intels fineste.
Hvordan det hele startet
I april 2008 kjøpte Apple et lite fabless halvlederselskap kalt P.A. Semi for en ryktet $ 278 millioner i kontanter. Selskapet ble grunnlagt fem år tidligere av Daniel Dobberpuhl, en veteraningeniør som først begynte i DEC helt tilbake i 1976. Han jobbet med selskapets svært vellykkede MicroVAX på 80-tallet. I 1998 grunnla han SiByte, som bygde MIPS system-on-a-chip hardware. Dette selskapet ble kjøpt av Broadcom flere år senere.
P.A. Semis prosessor ville vært et utmerket valg for MacBook.
P.A. Semis fokus var utformingen av en chip kalt PWRficient. Som navnet antyder, ble det bygget på grunnlag av IBMs Power-arkitektur, som Apple brukte på datamaskinene sine fram til 2005. Ideen var å bygge en ny brikke fra grunnen av med ytelse per watt som et sentralt designmål, mens samtidig målretting mot applikasjoner med høy ytelse. Den første brikken, kalt PA6T-1682M, kjørte på 2 GHz, men forbrukte bare 13 watt i "typisk" bruk. En lignende Intel-brikke fra den tiden trengte rundt 20 til 25 watt.
Til tross for fokuset på effektivitet var PWRficient ikke for mobile enheter. Kategorien eksisterte tross alt egentlig ikke i volum, og forbruket av den første brikken var for høyt for små enheter. Fokuset var i stedet - vel, det er vanskelig å si. Som enhver oppstart, P.A. Semi ble tvunget til å ta en tilnærming “hvis du bygger den, vil de komme”. Mens maskinvaren kan være nyttig i alt fra superdatamaskiner til bærbare datamaskiner, hadde selskapet ingen umiddelbare designplaner.
PWRficient PA6T PA6T kunne faktisk vært et utmerket valg for Mac-maskiner og spesielt bærbare OS X-bærbare datamaskiner. Kombinasjonen av ytelse og effektivitet i en strømkonvolutt godt under 20 watt kan ha gitt Intels maskinvare et løp for pengene. Som rapportert av Registeret i 2006, Apple og P.A. Semi "dannet et tett forhold", til det punktet at oppstarten var "å stole på avtalen." I stedet valgte Apple Intel, og P.A. Semi ble tvunget til å dømme produsenter av high-end spesialvare som Mercury Computer Systems.
Åpenbart glemte Apple ikke P.A. Semi, da det rundet tilbake for å kjøpe selskapet som grunnlaget for det interne ingeniørinitiativet. Bransjeanalytikere var ikke sikre på hvor mye de skulle lese om Apples oppkjøp. Et chipdesignfirma kan brukes på mange måter. Apple hadde allerede rikelig med ARM-maskinvare å velge mellom, og Intel trappet opp Atom, som var ment å konkurrere i både telefoner og budsjett-PCer. Mange kommentatorer konkluderte med at P.A. Semi vil bli brukt til å akselerere spesifikke oppgaver gjennom spesialiserte brikkesett og kontrollere, eller at Apple planla å bruke selskapets talent for å bidra til å sementere implementeringen av maskinvare som er anskaffet fra sine partnere.
Hvis du først ikke lykkes ...
Mens P.A. Semi-avtale ga Apple over 150 talentfulle ansatte å kaste på problemet med å designe sin egen prosessor, avtalen var tilsynelatende ikke uten problemer. Etter to år med nesten taushet om oppstartsintegrasjonen i Cupertino-behemoten, kom nyheten i mars 2010 om at Dan Dobberpuhl hadde forlatt selskapet en gang i slutten av 2009.
Apples stille kjøp av Intrinisty ble bare lagt merke til da personalet byttet arbeidsgiver på LinkedIn.
Han var ikke den eneste som var misfornøyd med hvordan anskaffelsen ble, ettersom en rekke sentrale ingeniører bestemte seg for å hoppe skipet i årene etter at Apple overtok. Off-the-record kilder fortalte New York Times at noen P.A. Halvansatte var misfornøyde med aksjetilskuddene som ble gitt etter kjøpet. Andre analytikere spekulerte i at ingeniørene rett og slett ikke var fornøyd med den nye, mer stive bedriftsstrukturen. Uansett, bandet Dobberpuhl og andre ingeniører sammen for å danne Agnilux, som var uavhengig i mindre enn et år før de ble kjøpt av Google. Dobberpuhl selv fortsatte ikke hos Google, men flere teammedlemmer som forble nå jobber med Chrome OS.
Målet var ufullstendig, Apple oppsøkte en annen kilde til talent som umiddelbart kunne forbedre selskapets mobile maskinvare. Det nye målet ble snart Intrinsity, et chip-design selskap med base i Austin, Texas, som ble grunnlagt på 90-tallet under navnet Exponential Technology. Som med P.A. Semi, Apple og Intrinisty hadde historie. På midten av 90-tallet, da det ble kjent som Exponential, samarbeidet selskapet med Apple for å bygge en ny prosessor for å hjelpe Mac-systemer med å holde tritt med Intel. Men Cupertino hadde blitt en svingdør, og Macen tapte penger. Steve Jobs tilbakesending satte den siste spikeren i kisten til avtalen. Han brakte raskt de tradisjonelle IBM-produserte PowerPC-designene tilbake i favør.
Beseiret, eksponentielt ommerket som EVSX, Inc, deretter som Intrinisty. Det fungerte med sjetonger ved hjelp av MIPS instruksjonssett og fløy i stor grad under teknologipressens radar, men i 2009 kom det overskrifter ved å samarbeide med Samsung om å utvikle 1 GHz "Hummingbird" mobilprosessor. Brikken var en viktig milepæl for alle involverte, da den avvek betydelig fra den hylle Cortex A8 designet og distribuert av ARM.
Intrinistys rolle var implementeringen av en unik designprosess som gjorde det mulig for Cortex A8, normalt klokket på 650MHz, i stedet å treffe 1 GHz, slik den gjorde i den første Hummingbird-brikken. Det var et stort sprang fremover på den tiden. De fleste selskaper som bygger mobil maskinvare, stolte ganske enkelt på ARMs design, med kanskje en finjustering her eller der.
Steve Jobs viser frem iPhone 4 på 2010 Worldwide Developers Conference. Wikipedia Hummingbird var helt kompatibel med A8 og ARM instruksjonssett, men designet ble omarbeidet fra grunnen av, noe som resulterte i langt overlegen ytelse. Bare Qualcomms Snapdragon var i samme liga. Tidlige Samsung-telefoner hadde sannsynligvis ikke oppnådd et sterkt fotfeste gjennom hele 2010 hvis Intrinisty ikke hadde bidratt til å presse hver eneste dråpe ytelse ut av enhetene.
Cupertino noterte seg og sveipet inn - og Apple trompet ikke kjøpet. Media tok kun merke da Intrinisty-ansatte begynte å bytte arbeidsgiver de oppførte på LinkedIn. Sånn sett var flyttingen en overraskelse, men i motsetning til kjøpet av P.A. Semi, årsaken til å skaffe seg intristikk var åpenbar: A4-prosessoren, som drev iPhone 4 og iPad, dukket opp samtidig med anskaffelsen. I likhet med Hummingbird var den basert på ARMs Cortex A8, men klarte å treffe hastigheter på opptil 1 GHz. Prikkene er ikke vanskelig å koble til.
Moderne ytelsesrival til Intel
Det nyervervede talentet ble raskt tatt i bruk. Mens A4s nærmeste etterfølger brukte et design basert på ARMs Cortex A9, ble A6, utgitt i iPhone 5 i 2012, selskapets første helt tilpassede design. Internt kalt Swift, fortsatte A6 å bruke ARM-instruksjons settet, men forlot ellers hylldesignet som ble gjort tilgjengelig av selskapet.
En nedbrytning av Chipworks fant at i motsetning til de fleste konkurrenter, som skisserer den generelle utformingen av en prosessor med programvare, var A6 det manuelt designet. Selv om det er arbeidskrevende og kostbart, resulterer en manuell tilnærming vanligvis i større effektivitet. Programvare er nyttig, men det er ikke kreativt. Bare et team av ingeniører kan finne ineffektivitet og forestille seg unike løsninger.
I web-referanser samsvarer Apples A9 nesten med Intel-drevne mobile PC-er som Microsoft Surface Pro 3.
Vurderinger av iPhone 5 gjorde det raskt og umiddelbart klart at innsatsen til Apples nye ingeniører hadde gitt resultater. Telefonen oppnådde et større ytelsessprang over forgjengeren enn noen tidligere iPhone, mer enn dobling av hastigheten til iPhone 4S i mange referanser. IPhone 5 var faktisk så rask at den fremdeles sammenlignet gunstig med mange vanlige Android-telefoner introdusert i 2014, hvorav de fleste brukte prosessorer avledet fra standard ARM Cortex A15-design.
Apples resultatledelse har bare økt siden den gang. Den nyeste brikken, A9 (som driver iPhone 6S og 6S Plus), tilintetgjør konkurransen i de fleste referansepunkter, og ofte mer enn dobler poengsummen til sine nærmeste rivaler. I nett benchmarks som Kraken og SunSpider, samsvarer det nesten med Intel-drevne mobile PC-er som Microsoft Surface Pro 3. GeekBench-tester har også plassert iPhone 6S innen steinkast fra den Intel-drevne MacBook.
Det er ikke å si at iPhone 6S er i ferd med å overvinne Intels fineste, eller at Apple nå har kanten. Situasjonen er mer kompleks enn det. Å sammenligne en enhet som kjører iOS med en som kjører Windows er vanskelig, ikke bare på grunn av forskjellen i operativsystem, men også fordi PC-er kjører programmer med mer krevende krav til minne og prosessering.
Apples iPhone 6S og 6S Plus Jessica Lee Star / Digital Trends Likevel, noen få minutter alene med en iPhone 6S, eller til og med iPad Air 2, kan fortelle deg at det er noe med Apples raskt stigende score. Selskapets mobile enheter går raskt. De nøler sjelden, håndterer flere apper enkelt og spiller spill minst like bra som en PC med Intels integrerte grafikk. Og de gjør alt dette i en kraftkonvolutt som gir den mest elendige Core M til skamme.
Jeg nådde ut til Patrick Moorhead, grunnlegger av Moor Insights & Strategy, for å få perspektiv på Apples suksess. Svaret hans var skarpt.
“Det er virkelig enestående i bransjen at et team som dette skal skru ut slike høykvalitets silisium. Vanligvis er de som svever silisium for sine egne produkter ikke bransjeledende, "sa han. Det er faktisk ikke noe nylig eksempel på at noen selskaper oppnår det samme.
Chipdesign er ikke Apples kjernevirksomhet, men det klarer å beseire selskaper som Qualcomm som ikke eksisterer uten annen grunn. Strategien med å designe maskinvare internt for førstepartsprodukter, kjent som "vertikal integrasjon", ble tidligere ansett som en sikker måte å mislykkes på. Cupertinos ingeniører endrer forestillingen om hva som er mulig.
Produksjonsproblemer
Chipdesign har imidlertid ikke vært uten problemer. Omfanget av en Apple-produktlansering gjør det vanskelig å produsere silisium. Selv om det har gjort store fremskritt i ytelse, er selskapet fortsatt forskjellig fra Intel eller Samsung på en viktig måte. Den eier ikke fabrikasjonsanleggene sine. I disse dager gjør de fleste prosessorsignfirmaer ikke.
AMD, Nvidia og Qualcomm er bare noen få av de store navnene som stoler på en tredjepart for å bygge det de konstruerer. Ingen av dem selger imidlertid på skalaen til Apple, og det har ført til produksjonsbegrensninger. IPhone 6S eksemplifiserer dette, da den inneholder en av to lignende brikker bygget av forskjellige støperier. Den ene er TSMC, som bruker en produksjonsprosess på 16 nanometer. Den andre er Samsung, som bygger A9 med sin 14nm prosess.
Dette, som så mye av Apples innsats innen chipdesign, er ekstremt uvanlig. Å bruke to forskjellige støperier kompliserer åpenbart å få en enhet til å prestere forutsigbart. Forskjellen er for liten til å legge merke til utenfor en kontrollert referanseindeks, men den er åpenbart ikke ideell. Noen har kalt problemet "chipgate" - men så langt ser det ikke ut til å få grep som iPhone 6s bøyeproblem eller iPhone 4s antenne.
Taiwan Semiconductor (TSMC), Fab 5-bygning, Hsinchu Science Park, Taiwan Peellden / Wikimedia Designkostnader er også et problem, ettersom en arkitektur ikke kan overføres fra en produksjonsprosess til den neste bare ved å justere noen få parametere. Det er et vanskelig problem som krever en unik tilnærming for hvert støperi. Mens den generelle utformingen er den samme for både Samsungs og TSMCs sjetonger, er ikke produktene like store og har forskjeller som er synlige i en dyse. Det betyr at Apple måtte doble opp på noe av designarbeidet.
Det er ingen enkel løsning på dette problemet. Selv det å kjøpe eller bygge et chipfabrikasjonsfirma ikke fungerer muligens. Apple måtte kontrakt med to av verdens største for å skaffe nok volum, så det vil ta år å bygge opp lignende kapasitet internt selv om selskapet kjøpte en av verdens ledende produsenter i morgen. Produksjonen vil holde designen tilbake i årene som kommer.
Den eneste veien er opp
Den neste brikken som skal leveres fra Apple er A9X, som vises i iPad Pro i november. Selv om det fremdeles er innhyllet i detaljer (ingen vet klokkehastigheten, eller hvor mange kjerner den vil ha), antas det at den utkonkurrerer 80 prosent av bærbare PC-er som ble sendt de siste 12 månedene. Som, la oss innse det, er en annen måte å si at den utfører en respektabel del av Intel-drevet maskinvare som selges i dag.
Jeg vet, det høres latterlig ut. Men ideen om at Apple kan bygge sitt eget klasseledende mobile silisium virket like latterlig for bare noen få år siden. Chipdesignfløyen i Cupertino kan være ung, men den har seriøst talent - og tilgang til selskapets Scrooge McDuck-hvelv.
Patrick Moorhead er absolutt optimistisk med hensyn til Apples utsikter og sier "Jeg tror med deres fart, Apple vil fortsette dette i lang, lang tid i mobilitet," og legger til "det de prøver å gjøre akkurat nå er å bevege seg opp prosessorens næringskjede til en stasjonær prosessor. ” Hvis A9X leverer det den lover, kan det forstyrre kraftbalansen i silisium, og spesielt mellom Apple og Intel.
Mens A9 og A9X er store gevinster for Cupertino, er de viktige for langt mer enn selskapets bunnlinje. Å produsere førsteklasses sjetonger fra ingenting i løpet av fem år er en bragd alle trodde umulig - så ingen prøvde. Når iPhones og iPads utvider ytelsesledningen, vil andre med dype lommer begynne å lure på om de også kan designe sitt eget silisium.
