Алекс Ести Джон: краят на епохата на Intel е близо

Популярният аналитик и експерт Алекс Ести Джон (Alex St. John) публикува интересен материал, в който обяви, че ерата на GPU изчисленията вече е настъпила. Alex St. John е част от екипа, създал DirectX в Microsoft през далечната 1994 година и създател на Direct3D API, заедно с Крейг Еслър и Ерик Ангстром. Известен специалист с интересни идеи.

Алекс посочва нарасналите котировки на Nvidia и AMD и счита че именно през 2017 година GPU ще започнат изцяло да изместват от пазара x86 процесорите, към които досега всички се отнасяха с благоговение. Защо сега и защо GPU?.

Тайната хегемонията на x86 е в успеха на операционната система Windows и обратната съвместимост с x86 процесорните инструкции включително до 1970-те години. Intel можеше да поддържа и да увеличава своя монопол на корпоративния пазар благодарение на това, че цената на прехвърлянето на приложенията към която и да е друга архитектура е твърде висока. Големите възможности на ОС Windows, досега неразривно свързана с x86 архитектурата, укрепваше пазарните позиции на Intel.

Началото на края започна, когато Microsoft и Intel не можаха да направят пробив и да завземат някаква значима част от мобилния пазар. За първи път от няколко десетилетия на x86 CPU пазара се появи пукнатина, която бе бързо запълнена от ARM процесорите, а след това алтернативните на Windows операционни системи на Apple и Google успяха да завземат новия пазар.

Защо Microsoft плюс Intel не можаха да направят този скок? Причините са много, но най-важната е инерцията на обратната x86 съвместимост. За първи път енергийната ефективност се оказа по-важна за успеха на централния процесор, от скоростта. Всичките транзистори и милионите редове сорс код за x86, вложени от Microsoft и Intel в персоналните компютри, се превърнаха в препятствие по пътя към енергийната ефективност. Най-важният аспект на пазарната хегемония на Intel и Microsoft в даден момент стана пречка.

И още, обратната съвместимост на процесорните инструкции сериозно затрудни възможностите на Intel да въведе паралелната обработка в своите процесори. Първият паралелен GPU се появи през 90-те години, а Intel представи първия си процесор с две ядра едва през 2005 година. Към днешен ден, дори и най- мощният CPU на Intel има само 24 ядра, а в съвременните графични ускорители се използват хиляди ядра. GPU, който по принцип е с паралелна работа, не влачи след себе си товара на обратната съвместимост и благодарение на независимите от процесорната архитектура технологии от типа на Direct3D и OpenGL, са свободни в иновациите и можеха да увеличат паралелизма без да правят компромиси със съвместимостта на инструкциите или транзисторната ефективност.

Още през 2005 година графичните процесори можеха да извършват най-разнородни изчислителни задачи. „Разнородни“ в този случай означава, че чиповете на AMD и Nvidia могат да изпълняват едни и същи компилирани програми, въпреки че имат съвсем различна архитектура на най-ниско ниво и съвсем различните инструкции.

В същото време, процесорите на Intel със все по-слаби темпове увеличават своята производителност, докато GPU удвояват своята производителност на всеки 12 месеца, едновременно с това двойно намалявайки консумацията. Екстремалната паралелизация използва изключително ефективно транзисторите, докато много x86 транзистори в процесорите почти не се използват.

Въпреки че GPU стремително се втурнаха на територията на суперкомпютрите, медийните устройства и VDI, основната промяна на пазара настъпи, когато Google започна ефективно да използва GPU за трениране на невронните мрежи, способни на съвсем нови неща. Пазарът бързо разбра, че ИИ е бъдещето в обработката на големите данни и ще разкрие огромни пространства за автоматизация. GPU са идеални за невронните мрежи.

До днес Intel успешно използваше два подхода за погасяне влиянието на GPU в промишлените изчисления и корпоративния сектор.

1. Intel оставяше скоростта на PCI шината на ниско ниво и ограничаваше входно/изходните пътища, поддържани от процесора, като по този начин гарантираше, че GPU винаги ще зависи от процесорите на Intel, поради забавянията и ограничената скорост на PCI.

2. Осигуряваше в своите процесори евтин графичен ускорител с с минимална функционалност на потребителско ниво, за да изолира AMD и Nvidia от част от гейм пазара и от общия пазар.

Нарастващата заплаха от страна на AMD и Nvidia и неудачните опити на Intel а създаде x86 ускорители за суперкомпютри, принуди процесорния гигант да приложи друга тактика. Intel закупи Altera и възнамерява да включи програмируемите FPGA в следващото поколение свои процесори. Това е хитър начин процесорите на Intel да предложат повече I/O възможности в сравнение с PCI шината, но без GPU да получат каквито и да е предимства. Поддръжката на FPGA дава на Intel възможност да успее в паралелните изчисления и да спре донякъде приложенията, използващи GPU. И още, Intel позволи на производителите на промишлени и корпоративни компютри да имат хардуер от висок клас, който все още зависи от x86. Гениален ход наистина, понеже изключва възможността за излизането на GPU на корпоративния пазар едновременно по няколко направления. Гениален ход, но обречен на провал.

Да се вслушаме, какво говорят парите. Пет последователни събития описват причината, поради която ерата на x86 ще приключи през 2017 година.

• Най-големият частен технологичен фонд VisionFund получи инвестиции в размер на $93 милиарда от компании, желаещи да застанат на мястото на Intel
• SoftBank закупи ARM Holdings за $32 милиарда
• SoftBank закупи акции на Nvidia в размер на $4 милиарда
• Nvidia стартира Project Denver, кодово име на микроархитектура на Nvidia, реализираща ARMv8-A 64/32-битовите инструкции чрез опростен хардуерен декодер
• Nvidia анонсира системата-върху-чипа Xavier Tegra с Volta GPU, със 7 милиарда транзистора, 512 CUDA ядра и 8 ARM64 ядра – мобилен ARM/Hybrid чип с ARM ядра, ускоряван чрез GPU

Това е важно, понеже именно тази година излезе първото поколение ускорители, които могат да стартират свои собствени ОС, без ограниченията на PCI. Вече не е необходим x86 процесор. ARM има предостатъчно приложения и пазарът постепенно се ориентира към ARM. В новите хибридни процесори именно GPU осигуряват необходимата процесорна мощ, а ARM ядрата обработват бавните входно/изходни и други подобни операции.

Все повече приложения за работа с големи данни и машинно обучение повече нямат нужда от Windows. И тази 2017 година е критична.

Няма как да забравим AMD и новите процесори Ryzen. За разлика от Intel, AMD няма никакъв стратегически интерес да ограничава бързодействието чрез PCI. Новите чипове Ryzen осигуряват 64 линии PCIe 3.0, а професионалните процесори – 128. И още, AMD подготвя нов HID кроскомпилатор,благодарение на който приложенията за CUDA стават съвместими с GPU на AMD. Въпреки че двете компании се конкурират, и двете ще спечелят от падането на Intel.

На базата на тези анализи, Alex St. John счита, че през следващите години GPU решенията за завземат промишлените и корпоративните изчисления със все по-голяма скорост, а светът на десктоп интерфейсите все повече ще разчита на облачната визуализация и на мобилните ARM процесори. И как да не си припомним, че дори Microsoft анонсира поддръжката на ARM процесори в своята версия Windows 10 за ARM процесори.