Tohle může zamávat světem procesorů: Arm boří tabu, místo licencování začíná prodávat vlastní čipy

Procesory Arm, které jsou díky rozmachu mobilních zařízení největšími konkurenty x86 procesorů Intel a AMD, mají jedno specifikum: Tuto instrukční sadu a architekturu vytvořila a vyvíjí firma, která sama čipy neprodává a pouze technologii licencuje jiným firmám typu Qualcomm, Apple, Samsung nebo Nvidia a doteď platilo, že procesor Arm můžete mít jen od nich. Teď však firma překročila příslovečný Rubikon a začíná nabízet úplně vlastní CPU.

Licenční model Armu dlouho dobře sloužil, protože firma se mohla cele soustředit jen na návrh a vývoj technologie, místo aby musela řešit prodej, logistiku a výrobní náklady. To, že sama svá CPU neprodávala, z ní také činilo bezpečného „neutrálního“ partnera, což přispělo k tomu, že se architektura Arm stala mezi výrobci čipů tak populární. Arm totiž pro firmy, které si od něj licencovaly buď jen instrukční sadu, nebo i kompletní CPU jádra, nepředstavoval konkurenta. Nicméně to teď právě končí s tím, jak se vlastníci Armu snaží jeho IP více monetizovat. Pověst spolehlivého partnera Arm hodně pošramotil drastickým (byť nakonec neúspěšným) soudním sporem s Qualcommem. A nyní po dekádách padá i pravidlo, že Arm nekonkuruje svým zákazníkům.

Přečtěte si také:

Kdo chtěl víc, nemá nic. Termonukleární žaloba ARMu ztroskotala, Qualcomm vyhrál soud

Už nějakou dobu se šířily zvěsti, že Arm plánuje vstup na trh serverových procesorů přímo coby dodavatel čipů. Firma si chce totiž zvětšit tržby tím, že by čipy nejen navrhovala a pak licencovala, ale i sama vyráběla a prodávala. Tím by totiž inkasovala tržbu a marži za celý produkt, zatímco nyní dostává jen nízké licenční poplatky z čipů, které prodávají jiní. A speciálně u serverových CPU mohou být potenciální tržby, marže a zisky dost vysoké. Tyto informace se nyní skutečně potvrdily – Arm tento týden oznámil svůj první značkový procesor pro tento trh.

Arm AGI

Toto CPU se jmenuje Arm AGI, čímž se evidentně snaží chytit na vlnu zájmu o „AGI“ umělou inteligenci, která je aktuálním „buzzwordem“ a cílem počítačového byznysu. Pod pojmem AGI čili Artificial General Intelligence se myslí replikování vlastností a schopností lidské mysli. Toho současné velké jazykové modely a generativní umělá inteligence nedosahují a dost možná ani dalším posilováním schopností nikdy dosáhnout nemohou, na příslibu dosažení této mety ale z velké části stojí aktuální hype okolo umělé inteligence.

AGI je čipletový procesor složený ze dvou kusů křemíku. Arm si ovšem zakládá na tom, že na rozdíl od návrhů AMD a Intelu nejsou řadiče PCI Expressu a pamětí na odlišném kusu křemíku, což má pomáhat k zajištění nízkých latencí, na které je CPU údajně optimalizováno (latence do RAM má být pod 100 ms). Zřejmě jde tedy o podobný návrh, jaký používala první generace Epyců a předtím Opterony, tedy složení procesoru ze dvou polovin, která jsou patrně schopné samostatného fungování, ale každá má přímý přístup jen do poloviny paměti, zatímco do paměti připojené k řadičům druhého čipletu je přístup přes Armem použitou propojovací logiku.

Procesor může mít až 136 jader, tedy 68 na jeden čiplet (je však možné, že fyzicky je jich o trochu víc, pro zlepšení výtěžnosti), přičemž použitá je HPC serverová architektura Arm Neoverse V3. Neoverse V3 je serverová verze mobilního „prime“ jádra Corex-X4 (jehož architekturu jsme rozebírali v tomto článku). Arm nicméně zmiňuje, že jádro obsahuje jen dvě 128bitové SIMD pipeline pro instrukce SVE2 na jádro, což by byla redukce proti Cortexu-X4 (ten má čtyři) a hrubý výpočetní výkon v SIMD operacích tedy bude slabou stránkou. Poku

Na jádru Neoverse-V3 stojí Graviton 5 od Amazonu a Cobalt 200 od Microsoftu. Tyto firmy ale čipy vyrábí jen samy pro své cloudové služby, kdežto Arm AGI si budou moci koupit všemožní jiní zákazníci.

Přečtěte si také:

Microsoft uvádí vlastní procesor s architekturou Arm. Jeho jádra jsou o 50 % rychlejší než první generace

Přečtěte si také:

Dosud největší hrozba pro AMD a Intel v serverech: Nový 3nm procesor Amazonu má 192 výkonných jader

Výrobní proces použitý pro čiplety je 3nm technologie TSMC a frekvence jader s ní má dosahovat až 3,7 GHz – při takové by jednovláknový výkon mohl být výrazně vyšší než u spotřebitelských procesorů s Cortexem X4, které byly taktované výrazně níže (například Snapdragon 8 Gen 3 běžel jen na 3,3 GHz). Pokud ovšem nejde o chybu, protože ačkoliv v prezentaci z odhalovačky stojí na slajdu od Armu takt 3,7 GHz, na svém webu už teď firma uvádí jenom 3,2 GHz. To více odpovídá taktům dosahovaným architekturou Cortex-X4 a výkon by pak také byl obdobný (až na snížený SIMD výkon). Také je možné, že 3,7 GHz bude nějaký volitelný přetaktovaný režim s vyšší spotřebou.

Výchozí spotřeba (TDP) je stanovena na 300 W (při 3,2 GHz?). Protože procesor nemá technologii boostu, je možné, že v praxi bude kolísat podle zátěže a toho, jaký kód na procesoru běží. Mimochodem, CPU podporuje spojení dvou procesorů do 2S sestavy.

AGI nepoužívá ani technologii SMT (tedy další věc, běžně nabízenou procesory x86), každé jádro zpracovává jen jedno vlákno. Každé jádro má vyhrazenou privátní 2Mb L2 cache. Kapacita L3 cache není zmíněna, procesor ale má mít 128MB systémovou cache (SLC).

Procesor poskytuje 96 linek PCI Express 6.0 (volitelně s podporou CXL 3.0) a 12kanálový řadič pamětí DDR5. Ty budou podporovat rychlosti až DDR5–8800 při osazení jen jednoho modulu na kanál – podporovány jsou však i dva moduly na kanál (ale asi s nižší rychlostí). Je to tedy o něco užší řešení než až 16kanálové x86 procesory. Každý z čipletů by měl obsahovat polovinu konektivity.

Zatím není jasné, jak široce tyto procesory budou distribuovány. Arm uvádí, že je bude kupovat Meta, zmíněné jsou také OpenAI, Cloudflare a SAP. Snad se ale AGI budou prodávat i v menším retailovém měřítku i menším zákazníkům, servery či desky s nimi mají totiž nabízet výrobci jako Supermicro, ASRock Rack, QCT, Lenovo.

AGI ještě není v prodeji, takže toto odhalení je zatím papírové. Firma totiž uvádí, že do sériové výroby („production“) se dostane později v letošním roce, evidentně tedy jeho reálná běžná dostupnost na trhu ještě nějakou dobu nenastane. Je možné, že nakonec přijde na trh v podobném čase, jako chystané nové generace procesorů Intel Xeon a zejména AMD Epyc 9006 s novou architekturou Zen 6 a 2nm procesem, který by měl hodně posunout laťku.

Plánované jsou další generace. A vstup i na trh PC?

Arm tento procesor ovšem nemíní jako nějakou jednorázovou věc. Na serverovém trhu chce firma tímto stylem zůstat (a konkurovat tak Arm procesorům cloudových hyperscalerů i procesorům x86) a budou následovat další generace. Arm ukázal při uvedení roadmapu, která klade AGI 2 (či jak se bude následník jmenovat) na rok 2027 a AGI 3 na neupřesněné pozdější datum.

Zajímavé je, že akce, kde byl procesor AGI odhalen, se jmenovala „Arm Everyhere“ a šéf firmy Rene Haas naznačil, že by Arm mohl po serverech zacílit také na sektor edge (embedded) a na klientské počítače jako PC a notebooky. Možná se tedy chystá jeho přímé zainteresování (a ono kanibalské konkurování) i na těchto trzích. Pokud by firmě její ambice vyšly, mohla by se hodně proměnit podoba počítačového trhu.

Těžko předvídat, kam tento proces dospěje. Zda se „sekundární“ výrobci procesorů s instrukční sadou Arm udrží proti samotnému autoru architektury a bude to fungovat víceméně jako doposud, nebo jím budou z trhu vytlačeni.

Teoreticky se také může stát, že konkurování ze strany Armu bude jeho klientům vadit natolik, že začnou jeho technologii opouštět a ve výsledku tímto Arm jen oslabí svůj ekosystém a otevře stavidla přechodu světa na jinou procesorovou architektur. To zrealizovat by však bylo dost obtížné. Přechod celého ekosystému mobilů s Androidem by nebyl o moc snazší než přechod Windows z x86 na Arm a nadto nejvážnější kandidát (instrukční sada RISC-V) je technologicky méně povedená než velmi dobře navržené instrukční sady ARMv8 a ARMv9.

Zdroje: Arm, The Next Platform, ServeTheHome