Provavelmente, o tão esperado momento, sobre o qual falarei hoje, era de certa forma inevitável. Durante anos, houve rumores de que a Apple tiraria proveito do conhecimento acumulado sobre a arquitetura dos processadores ARM e a transfereria para computadores desktop e laptops. Na recente conferência virtual da Worldwide Developers Conference , o fabricante do iPhone fez essa declaração. É claro que muitos estavam interessados em outras ações da Intel - o parceiro rejeitado, cujo relacionamento levou à decisão da Apple sobre a integração vertical. Mas estou mais curioso para acompanhar o desbotamento da plataforma que a Intel derrotou para conquistar o favor da Apple e ver paralelos surgindo gradualmente entre PowerPC e Intel. Hoje falaremos sobre uma longa lista de fabricantes de processadores, que a Apple esfriou, usando o exemplo da mudança do PowerPC para a Intel. Se você decepciona a Apple, está sem sorte.
A Apple levou algumas décadas para se acostumar com esse conceito. (Arquivo da Internet)
As informações sobre o primeiro projeto do próprio processador da Apple surgiram cerca de 35 anos atrás.
De muitas maneiras, a Apple há muito tempo atrai os benefícios da integração vertical provocada pelas fraquezas nos processadores de terceiros. Essa empresa era, por sua própria natureza, um integrador vertical.
Mas muitos não sabem há quanto tempo havia interesse em criar suas próprias CPUs e também que essa era uma iniciativa interna da empresa. No ano passado, apareceu um documento no Internet Archive a partir do qual se pode entender a ambição deste projeto. Publicado em 1989 e publicado por um usuário anônimo supostamente associado à Apple, o Scorpius Architectural Specification explica os conceitos gerais de arquiteturas de processadores com vários núcleos mais de dez anos antes de essas tecnologias serem amplamente usadas pelos usuários de PC.
"O trabalho começou em meados da década de 1980 e continuou até o final da década", escreve o autor anônimo que vazou este documento confidencial. “Hoje é óbvio para nós que esse projeto nunca viu a luz do dia. Mas contou com a presença de técnicos muito inteligentes e, a julgar pelo que ouvi, a arquitetura foi bem desenvolvida. ”
Embora o título seja Scorpius na capa, este projeto é conhecido há muito tempo pelos fãs da Apple com um nome diferente: Aquarius.
Aqui está sua história: Na época em que Steve Jobs foi deposto da Apple, a empresa lançou um projeto de pesquisa para criar uma arquitetura de processador com vários núcleos. No início do projeto, essa era uma área muito teórica, e os processadores de computador com múltiplos núcleos apareceram no PC apenas no início dos anos 2000.
A ilustração do documento explica os recursos multicore do processador Aquarius / Scorpius. (Internet Archive)
Como o site Low End Mac descrito em 2006 , o Project Aquarius foi uma tentativa de uma empresa então administrada por John Scully (e fortemente influenciada pelo chefe do Macintosh Jean-Louis Gasset) de recuperar o poder técnico do Macintosh enfraquecido em comparação com os novos processadores desenvolvidos com base no chip RISC (computador com conjunto de instruções reduzido). Os processadores RISC, dos quais o chipset ARM é um exemplo , visam acelerar o processo, minimizando o número de instruções disponíveis.
A implementação proposta pela Apple era de alta tecnologia, contando inicialmente com o apoio da gerência sênior, mas essencialmente condenada desde o início. Tornou-se um dos muitos "buracos negros do dinheiro" em que a empresa trabalhou no final dos anos 80. O problema, de acordo com o autor do Low End Mac, Tom Hornby, era o seguinte:
Apple - , , . , , , ( Fujitsu Hitachi). Intel Motorola . Apple , .
Até o lançamento de um projeto tão complexo custou milhões de dólares gastos na compra do supercomputador Cray por US $ 15 milhões aprovados pela Gass, além dos salários de dezenas de funcionários. O desenvolvedor de software Mac vintage (e fanático por Gopher ) Cameron Keiser, que encontrou o documento mencionado no inverno passado , notou que o engenheiro-chefe Sam Holland, que iniciou o projeto, havia construído algo de alto nível, mesmo para a própria Apple.
"A especificação complexa da Holland era ainda mais preocupante para a gerência sênior, porque sua implementação exigia a solução de vários problemas técnicos que pareceriam difíceis até para empresas grandes e experientes de design de chips da época", explica ele.
O projeto, que foi desenvolvido antes de 1989, não chegou à implementação em silício (o que ainda seria financeiramente esmagador para a Apple), mas levou à criação de um white paper detalhado explicando o potencial da arquitetura Scorpius - um chipset exclusivo capaz de executar muitas funções hoje consideradas naturais. . Além de múltiplos núcleos e execução paralela, o Aquarius também possui outro conceito-chave bastante popular nos processadores modernos: gráficos integrados, que a Intel não integrou em seus chips até o chipset i810 de baixo custo da Intel lançado nos anos 90.
O projeto não teve êxito, é claro, mas em 2018 Gasse afirmou em seu site Monday Note: desenvolvimentos posteriores provaram que o projeto estava correto em espírito:
Embora o trabalho de desenvolvimento em um processador quad-core não tenha resultado imediato, o projeto Aquarius serviu como exemplo do desejo da Apple de controlar o futuro de seu hardware. Esse desejo voltou a mostrar-se, mas desta vez foi bem-sucedido quando Jobs comprou a Palo Alto Semiconductor para desenvolver uma série de microprocessadores Ax que controlavam iPhones e iPads; esses microprocessadores são amplamente reconhecidos pelo setor como os melhores em sua categoria atualmente.
Gassé está certo, é claro: o Aquarius tem sido historicamente o precursor das atuais ambições de processadores da Apple; mas também indiretamente se tornou um dos motivos da importante mudança de processador - a empresa passou da série Motorola 68000, que era então usada no Apple Macintosh, para a PowerPC, amplamente usada na década de 1990.
1990
Este ano, a IBM lançou uma visão geral de hardware de seu processador RISC System / 6000 , o primeiro processador a usar a arquitetura do conjunto de instruções POWER. Esse conjunto de instruções tornou-se a base da tecnologia do processador PowerPC, desenvolvido em conjunto pela Apple, IBM e Motorola na Aliança AIM. Essa aliança foi organizada pelas três empresas para começar a desenvolver uma nova geração de tecnologias de computador em 1991 . A IBM e outras empresas estão fabricando processadores baseados neste conjunto de instruções hoje, apesar de a Apple ter abandonado o mercado há 14 anos. (Essa não é a única aposta que a Apple fez na época em processadores: a empresa também investiu no ARM, que foi útil décadas depois ).
Processador Motorola PowerPC 750 300MHz, mais conhecido como PowerPC G3. Notavelmente, a Apple procurou simplificar os nomes de seus processadores PowerPC, resultando nas linhas G3, G4 e G5. ( Wikimedia Commons )
De várias maneiras, graças ao chipset PowerPC, o mercado consumidor se familiarizou com o nosso mundo de processadores multinúcleo de 64 bits.
Se você der um passo atrás e pensar no PowerPC em um nível superior, vale a pena notar que, teoricamente, ele deveria ter dado à Apple exatamente o controle sobre o destino de seus processadores que ela ansiava.
Por si só, a Apple não era forte o suficiente para construir os tipos de CPUs que esperava construir em seus computadores, por isso se uniu a duas empresas com experiência em fabricação de chips, colocando todo o trabalho duro nelas.
A arquitetura PowerPC acabou sendo a parte mais bem-sucedida de uma parceria destinada a criar o futuro dos computadores de várias formas, incluindo hardware e software.
Quando o Mac foi lançado em 1994, o processador PowerPC impressionou os usuários de Mac como uma atualização muito importante da linha 68000. O jornalista técnico de televisão pública Stuart Chifet o colocou no início de um episódio de Computer Chronicles :
PowerPC? «» Star Graphics -, . Quadra 950, 950 . 10 . 950 «» . 20 . ? PowerPC.
Mesmo assim, o sucesso não se tornou realidade. A IBM e a Motorola se uniram à Apple em seu projeto para criar um padrão de última geração capaz de avançar no setor de tecnologia ... mas, em última análise, a única grande empresa a usar chips PowerPC em seus computadores é a Apple. Sim, em meados dos anos 90, você poderia comprar um computador IBM baseado no PowerPC ( aqui está um exemplo ), mas o negócio de computadores pessoais dela, que ela mais tarde vendeu para a Lenovo, usava principalmente x86.
Artigo da InfoWorld em 1995foi diagnosticado um problema que a IBM enfrentou ao usar a arquitetura PowerPC: "A construção da infraestrutura necessária requer escala para competir em preço e suporte de empresas terceirizadas com Intel e Microsoft, e sem essa infraestrutura, é improvável que empresas terceirizadas suportem o PowerPC", escrevem os autores de Ed. Scannell e Brooke Crothers. "No entanto, a IBM estava construindo essa infraestrutura muito lentamente".
Como resultado, o PowerPC nunca competiu seriamente com a Intel por conta própria como uma CPU multiplataforma. (No entanto, acabou sendo muito mais bem-sucedido em videogames: durante a sétima geração de guerras de console, todas as três principais plataformas de jogos - Nintendo Wii, Xbox 360 e Playstation 3 usaram a arquitetura do conjunto de instruções POWER em seus processadores e um descendente direto do processador iMac original foi instalado no Wii G3. A Nintendo também usou o PowerPC no GameCube e no Wii U.)
Mas, ao longo dos anos, a Apple ainda aproveitou ativamente o acesso a essa arquitetura, tão avançada que quando o G4 foi lançado pela primeira vez devido a restrições de exportação no poder da computação, o governo Os EUA o classificaram como uma arma .
O módulo IBM POWER4 de quatro chips usado nos servidores. (Imagem via IXBT Labs )
Em 2001, um chip baseado em PowerPC conseguiu atingir o multicore da Apple que sonhava em implementar alguns anos antes no Projeto Aquarius. Esse chip, o microprocessador IBM POWER4, foi o primeiro microprocessador multinúcleo disponível no mercado e um dos primeiros processadores a cruzar o limite simbólico de 1 GHz para energia de computação.
Dois anos após o lançamento deste chip para servidor, uma versão de núcleo único chamada G5 apareceu, instalada no Mac. Foi o primeiro processador de 64 bits da empresa, enquanto os processadores x86 da Intel eram apenas chips de 32 bits. No entanto, apesar de seu poder, as dificuldades arquitetônicas e de fabricação levaram ao seu abandono pela empresa, graças às necessidades das quais ela apareceu.
“O PowerPC G5 muda todas as regras. Este carro esportivo de 64 bits se tornou o coração do novo Power Mac G5, que se tornou o computador de mesa mais rápido. "A IBM tem a mais ampla experiência no design e fabricação de processadores, e este é apenas o começo de uma colaboração longa e produtiva".
Foi assim que Steve Jobs anunciou o processador PowerPC G5 em um comunicado à imprensa em junho de 2003.que foi usado no Power Mac G5, o primeiro computador de 64 bits da empresa. A "longa e produtiva parceria" terminou dois anos depois, no mesmo palco da Worldwide Developers Conference, onde Jobs mostrou ao mundo o chip G5.
As limitações dos processadores (e relacionamentos) que levaram ao rompimento da longa parceria da Apple com IBM e Motorola
Ao longo de dois anos, o CEO da Apple, Steve Jobs, deixou de reivindicar com satisfação os enormes benefícios do processador G5 em relação a um público regular da WWDC para falar sobre o desejo da empresa de abandonar completamente toda a plataforma PowerPC.
Havia muitas razões para isso, mas uma das mais irritantes foi provavelmente o problema dos 3 gigahertz. Veja bem, quando a Apple anunciou o Power Mac G5 em 2003, Jobs anunciou que a empresa logo começaria a enviar uma máquina com um processador de 3GHz, o que acabou sendo um pouco mais ambicioso do que as verdadeiras capacidades do G5.
Falando sobre atualizar o chip para 2,5 gigahertz na WWDC de 2004, Jobs fez a seguinte declaração arrependida:
, , . ? : , G5 — , . PowerPC 130- . 130 90 , , . . 90 , , . - , .
Jobs não ficou feliz em dizer isso do palco; talvez parte disso se devesse ao fato de apontar para outra desvantagem da mudança para o G5: o problema com o Powerbook. Como o Low End Mac explica , embora a IBM e a Motorola tenham lançado versões móveis de diferentes gerações do PowerPC no passado, houve atrasos entre as versões desktop e móvel das gerações do PowerPC. Por exemplo, o PowerBook G4 apareceu apenas em 2001, um ano e meio após o lançamento do Power Mac G4. No entanto, os problemas de arquitetura do G5, que não permitiam que o processador atingisse uma frequência de três gigahertz, testemunharam que esse processador, originalmente desenvolvido para servidores e estações de trabalho poderosos, não poderia ser facilmente resolvido para atender às necessidades de economia de energia do laptop.
Havia uma razão pela qual o Powerbook G4 não se transformou no Powerbook G5. ( mich1008 / Flickr )
Hoje, uma solução no estilo Intel para esse problema seria assim: desenvolva um laptop com vários núcleos para extrair mais poder de processamento da geração anterior. Porém, as CPUs com vários núcleos ainda eram novas e seu potencial não havia sido testado, deixando a geração de laptops Mac presa na incerteza. Por fim, a linha Powerbook atingiu seu pico em 2005 com o lançamento do processador G4 de núcleo único, quatro vezes mais rápido que o G4 original, lançado seis anos antes.
Como explicado em um artigo na CNet 2009Muitos fatores contribuíram para a saída do PowerPC, incluindo o acesso ao Windows e a fraca parceria com a IBM. Outro fator foi o preço - nesse aspecto, a Apple poderia forçar a IBM a fazer concessões. Infelizmente, ela não teve sucesso.
"A Apple pagou um preço alto pelos chips IBM, que criaram o Trick-22", escreveu Brooke Croters (curiosamente, essa é a mesma pessoa cujo artigo citamos era um pouco mais alto). "A IBM teve que aumentar os preços porque não possuía uma economia Intel, mas a Apple não queria pagar mais, embora supostamente se beneficiasse mais com o RISC mais avançado implementado na arquitetura PowerPC".
Por esse e outros motivos, dois anos após o anúncio do G5, Jobs entrou no estágio da WWDC, reconheceu suas limitações técnicas e anunciou sua mudança para a Intel.
"Olhando para o futuro, a Intel tem as perspectivas mais confiáveis de todas", disse Jobs, relatando a transição . "Dez anos se passaram desde a mudança para o PowerPC, e acreditamos que as tecnologias da Intel nos ajudarão a criar os melhores computadores pessoais para os próximos 10 anos".
No final de 2005, o Power Mac G5, um dos últimos modelos baseados em PowerPC da Apple antes da Intel. ( Wikimedia Commons )
Apesar deste anúncio, três modelos de Mac equipados com G5 - o Power Mac G5, o iMac e o Xserve - continuaram sendo vendidos. No final de 2005, a Apple lançou um modelo quad-core - seu primeiro modelo com um processador multi-core (na verdade havia dois). Mas sentimos que o Mac aborrece toda essa situação. O escritor de longa data do Mac, John Syracuse, resumiu a situação em um artigo de 2005 na Ars Technica da seguinte forma:
, , Mac . , Mac . ? , Quad « » Power Mac. PowerPC. , 3 . IBM . , Apple IBM .
Isso foi parcialmente um equívoco - agora todos nós entendemos que os processadores com vários núcleos geralmente têm frequências mais baixas do que os de núcleo único, mas na época não era óbvio. A maior parte da decepção, no entanto, decorreu do fracasso da Apple em cumprir suas ambiciosas promessas aos clientes por razões compreensíveis, mas tristes.
O interior de um supercomputador Summit usando processadores IBM POWER9. ( Jason Richards / Laboratório Nacional Oak Ridge / Flickr ) A
IBM continuou melhorando sua linha de processadores POWER sem a Apple como principal comprador: uma nova versão do POWER10 é esperada para este ano. O legado da linha PowerPC ainda é aplicável em algumas áreas de nicho, por exemplo, você pode comprar um computador Amiga completamente novo hoje com um chip PowerPC baseado na arquitetura G5 de núcleo duplo.
Mas a própria idéia do PowerPC como a principal plataforma de computação de desktop morreu basicamente com o fim da parceria Apple-IBM.
Processadores Intel modernosas versões com vários núcleos que a Apple começou a usar imediatamente após seu lançamento tornaram-se um grande benefício para a adoção gradual do macOS.
Nos primeiros dias da parceria Apple-Intel, seu uso representava uma espécie de "válvula de controle de pressão" para as restrições de processador que o Power Mac G5 criou para a linha de processadores da Apple. Eles ajudaram a tirar os laptops da Apple do platô de desempenho, incapazes de tirar proveito da arquitetura de 64 bits prometida aos consumidores pelo PowerPC G5.
De muitas maneiras, o afastamento do PowerPC refletiu uma lenta deterioração nas relações entre os três gigantes da tecnologia, que estavam destinados a seguir direções diferentes. A IBM estava mais à vontade usando a arquitetura POWER em servidores e sistemas embarcados (no final, a empresa criou a arquitetura de código aberto). A Motorola se retirou completamente do negócio de chips, transferindo-o para a Freescale. E a Apple está cansada de esperar que novos processadores correspondam às programações e especificações de lançamento.
Hoje, é provável que a Apple sinta uma fadiga semelhante da Intel - uma empresa que continua produzindo chips maravilhosos, mas com dificuldade em manter o mesmo nível de inovação; além disso, seus pequenos erros estratégicos se transformaram em falhas inesperadamente grandes. (Como escrevi em StratecheryBen Thompson, a Intel procurou instalar seu chip no primeiro iPhone, mas decidiu não baixar o preço. Má jogada.) Seu antigo adversário, AMD, está vencendo a batalha por mais núcleos a um custo menor. E a Apple parece ter ficado tão cansada da linha de processadores da Intel que abandonou completamente linhas de produtos inteiras, como o Mac Mini e o Mac Pro, que foram diminuindo gradualmente.
No entanto, como o PowerPC, a Intel está comprometida em atender às demandas de seus clientes complexos. Os processadores da empresa são bons, mas Cupertino não está satisfeito com a velocidade e o ritmo de seu lançamento. E quando o lançamento de chips é adiado, a Apple precisa adiar o lançamento de seus produtos, ou seja, o ciclo não funciona perfeitamente, como aconteceu com o iPhone. A Apple não gosta de empresas que a decepcionam - e é por isso que as GPUs da Nvidianão foram instalados em seus computadores por muitos anos.
Obviamente, existem outras opções no mundo x86 - as linhas Ryzen e Threadripper da AMD podem parecer tentadoras hoje, mas a Apple já possui chipsets móveis impressionantes que podem aumentar muito melhor do que o G5 conseguiu reduzir.
Aparentemente, a Apple considera seus próprios chipsets ARM como uma oportunidade para a tão esperada integração vertical, que a empresa vem realizando há 35 anos. É bom que desta vez ela tenha dinheiro suficiente para isso.