Към днешен ден много хора използват ретро компютри, но когато се замислим за тях си представяме нещо класическо от 8-битовите времена или някоя конзола. Обикновените персонални компютри от ерата на DOS и Pentium също се считат за игрови ретро компютри, което за някои може да е учудващо. Спираме се върху тази тема, понеже в наши дни тези машини са важни за хората, които обичат да играят игри за DOS и Windows 95, и за които не са подходящи съвременните операционни системи. А всеки, който иска и обича да играе подобни игри, но не желае да използва някакъв огромен PC с Mini-Tower компютърна кутия и огромен монитор с електронно-лъчева тръба, обикновено използва компактни едноплаткови x86 компютри. Това са съвсем малки по размери, обикновено индустриални компютри с PC/104 форм-фактор, в които се използват процесори, много приличащи на стандартния Pentium.
Защо Intel не предлага евтини чипове от този тип?
Наскоро излезе много интересна публикация относно съвременните едноплаткови компютри, които се използват за стари игри, която ме накара да прочета малко повече относно PC/104 стандарта. Аз буквално се възхитих на това, че и до днес се произвеждат процесори, които са съвсем аналогични на i486 и Pentium, както и на това, че на тяхна база създават сложни системи върху чипа. Но едновременно с това много се учудих колко са скъпи дънните платки с подобни процесори и SoC.
Тяхната висока цена наистина ме учудва, понеже един съвсем обикновен едноплатков компютър, в който се използва чип с ARM архитектура, на който може съвсем лесно да бъде инсталиран и използван Linux, може да бъде купен за по-малко от $10. Няма как да не се запитаме, защо на пазара се предлагат твърде малко x86 системи върху чипа, които биха ни осигурили необходимия хардуер, на който сме свикнали да инсталираме много по-разпространените други операционни системи. Отговорът на този въпрос се крие в правилните решения, които навремето са взети от компанията ARM, както и в особеностите на x86 процесорите, които оказаха влияние на възможността за масовата поява на едноплаткови компютри, базирани на тях.
Нека за малко да си представим, че последните три десетилетия са били една алтернативна времева линия. Това си е един наш вариант на световната история, в която сериалът Светулка (Firefly) не е спрян. Шега. Къде по-важно е това, че в тази времева линия еволюцията на процесорите е тръгнала по друг път, в който компанията ARM, която е съвместно предприятие на Acorn Computers и Apple Computer, не съществува. Дали как би изглеждала една паралелна Вселена от края на 1990-те години без ARM?
В един свят, в който господства процесорът Pentium, най-вероятно повечето компании биха се опитали да създадат алтернативни чипове. В такъв случай много по-известни щяха да бъдат Intel, AMD и Cyrix. Може би щеше да се изяви и Transmeta, като компания, в която навремето е работил Линус Торвалдс. И едва ли бихме се учудили, ако x86 технологиите на компаниите Rise Technologies, NexGen, IDT и National Semiconductor не биха получили някакво особено развитие.
Това бяха времена, когато RISC изглеждаше като нов суперхит и някой от тези компании представяха изключително ефективни хибридни RISC/CISC процесорни ядра, застанали в основата на архитектури, които можем да видим в съвременните десктоп x86 чипове. Известно е, че през 1990-2000 години повечето от тези компании изчезнаха след различните корпоративни поглъщания и към днешен ден изборът на десктоп процесори е ограничен от решенията на AMD и Intel. Но дали какво щеше да стане, ако ARM архитектурата не бе заела нишата на мощните икономични и евтини процесорни ядра? Дали светът щеше да види тези ARM решения?
Напълно е вероятно, че в този наш вариант на историята биха съществували алтернативни x86 разработки. Може би във вашия Raspberry Pi щеше да бъде поставен чип, който не е произведен от Broadcom, а от VIA или IDT. Тогава на въпроса в стил „Дали тази платка ще подкара Windows?“ щеше да има окончателен отговор. И освен това, на една подобна хипотетична и евтина Raspberry Pi с x86 процесор може да се постави всяка една Linux дистрибуция, която е създадена за обикновените стандартни компютри. Но като се има предвид, че историята тръгна по друг начин, а не както си измислихме сега, нека да се завърна в реалността. Какво точно направи компанията ARM? Как стана така, че все нещо пречи за появата на евтина Raspberry Pi с x86 процесор?
Ключът към успеха е продажбата на интелектуална собственост
Най-главното, което може да се каже за компанията ARM, е че тя не произвежда полупроводникови продукти. Това е една от така наречените IP компании, бизнес моделът на която се базира на продажбата на интелектуална собственост. Няма как да бъдат купени чипове, произведени от ARM. Вместо това могат да бъдат закупени SoC и най-различни контролери с ARM ядра на най-различни производители. Но в света на х86, за разлика от света на ARM, няма нито един подобен играч, който да е готов и да може да търгува с лицензи за производството на свои х86 процесорни ядра. В резултат от това в x86 средата няма такова разнообразие, както при чиповете, използващи ARM архитектурата.
Пазарът на x86 процесори съвсем не изглежда така, както изглежда пазара за ARM системи. Когато броят на производителите на x86 системи върху чипа е една съвсем малка част от производителите на ARM системи, няма условия за конкурентна борба, в резултат от което се появяват едноплаткови ARM компютри с цена за около $10, а подобни евтини х86 решения няма.
И още, няма как да не си спомним за енергията, която се консумира от различните чипове. Все още е популярна легендата за това, че първият ARM чип на Acorn е можел да работи, получавайки енергия единствено от проводниците на различните логически елементи, използвайки така нареченото паразитно захранване, като в същото време неговото стандартно захранване е било изключено. Не се знае дали това е истина или не, но в наши дни ARM процесорите имат много по-скромни изисквания към захранването в сравнение с най-икономичните x86 конкуренти. Нещо повече, x86 чиповете, които имат консумация на електрическа енергия колкото техните ARM конкуренти, са съвсем малко на брой и се срещат изключително рядко, а и не показват някаква впечатляваща изчислителна мощност. В резултат от това, сега съществуващите компактни x86 платки често имат нужда от твърде нетипични за ARM платките доста големи охладителни системи и изискват необичайни за ARM платформите високи изисквания към електрическото захранване.
Ако се съобразим с тези две особености на x86 системите, можем да кажем, че все пак е възможно създаването на сравнително евтини платки с процесори от подобен тип. Но на пътя на тази възможност стоят, първо – скъпите чипове и съответните компоненти, и второ – сериозната консумация на електрическа енергия от x86 решенията. Заради тези фактори x86 едноплатковите компютри няма как да бъдат сериозни съперници в конкурентната борба с икономичните и евтини ARM платформи.
Една от особеностите на съвременния технологичен свят е фактът, че той не обръща особено внимание на това, което хората очакват от него. Ето защо можем да си зададем въпроса за това, дали все пак има нещо, което би могло да помогне за появата на евтини и компактни x86 едноплаткови компютри. Навярно ако разчитаме само на решенията на Intel и AMD, подобни системи едва ли ще се появят. А дали балансът на силите няма да се промени, ако се появят съвременни софтуерни реализации на x86 ядрата?
Дали в този случай на пазара ще излязат евтини и компактни x86 платформи? Отговорът навярно ще разберем съвсем скоро.