Bagaimana Apple Mengalahkan Intel dalam Gamenya Sendiri

Apple adalah perusahaan yang fenomenal. Modal pasarnya hampir menggandakan saingan terdekat berikutnya, Google, dan keuntungannya adalah yang terbesar ketiga dari perusahaan mana pun di dunia, menurut Forbes. Yang disebut "peti perang" - uang yang dimilikinya dalam aset likuid - sekarang lebih dari $ 200 miliar. Bahkan bank dan perusahaan minyak terbesar pun berjuang untuk mengikutinya.

Itu memungkinkan ketergantungan perusahaan yang terkenal pada teknologi berpemilik. Sementara perusahaan lain melakukan outsourcing, Apple menyimpannya di rumah bila memungkinkan. Baru-baru ini, itu diperluas untuk menyertakan chip yang ditemukan di perangkat iOS. Sementara Samsung, Microsoft, dan HTC mengandalkan Qualcomm dan Intel, Apple mempekerjakan tim insinyurnya sendiri untuk mengerjakan desain eksklusif untuk iPhone dan iPad.

Pada awalnya, hasil kerja ini sederhana, tetapi dengan setiap rilis baru lini chip AX Apple menjadi lebih mengancam. Insinyur Cupertino telah memberi tahu arsitek chip ARM lainnya, dan mereka mengejar yang terbaik dari Intel.

Bagaimana semuanya dimulai

Pada bulan April 2008, Apple membeli perusahaan semikonduktor fabless kecil bernama PA Semi seharga $ 278 juta tunai. Perusahaan ini didirikan lima tahun sebelumnya oleh Daniel Dobberpuhl, seorang insinyur veteran yang pertama kali bergabung dengan DEC sejak tahun 1976. Dia mengerjakan MicroVAX perusahaan yang sangat sukses di tahun 80-an. Pada tahun 1998 ia mendirikan SiByte, yang membangun perangkat keras sistem-on-a-chip MIPS. Perusahaan itu dibeli oleh Broadcom beberapa tahun kemudian.

Prosesor PA Semi akan menjadi pilihan yang sangat baik untuk MacBook.

Fokus PA Semi adalah desain sebuah chip yang disebut PWRficient. Seperti namanya, itu dibangun atas dasar arsitektur Power IBM, yang digunakan Apple di komputernya hingga 2005. Idenya adalah membangun chip baru dari bawah ke atas dengan kinerja-per-watt sebagai tujuan desain utama, sementara pada saat yang sama menargetkan aplikasi berkinerja tinggi. Chip pertamanya, bernama PA6T-1682M, berjalan pada 2GHz tetapi hanya mengkonsumsi 13 watt dalam penggunaan "biasa". Chip Intel serupa dari zaman itu membutuhkan sekitar 20 hingga 25 watt.

Meskipun fokus pada efisiensi, PWRficient bukan untuk perangkat seluler. Lagipula, kategori tersebut tidak benar-benar ada dalam volume, dan konsumsi chip pertama terlalu tinggi untuk perangkat kecil. Fokusnya, sebaliknya, adalah - yah, sulit untuk dikatakan. Seperti start-up lainnya, PA Semi terpaksa mengambil pendekatan “jika Anda membangunnya, mereka akan datang”. Sementara perangkat keras dapat berguna dalam segala hal mulai dari superkomputer hingga laptop, perusahaan tidak memiliki rencana desain segera.

pa6t PWRficient PA6T

Faktanya, PA6T bisa menjadi pilihan yang sangat baik untuk Mac, dan laptop OS X khususnya. Kombinasi kinerja dan efisiensinya dalam amplop daya jauh di bawah 20 watt dapat membuat perangkat keras Intel bekerja dengan baik. Seperti dilansir The Register pada tahun 2006, Apple dan PA Semi "membentuk hubungan yang erat", sampai-sampai perusahaan rintisan itu "mengandalkan kesepakatan." Sebaliknya, Apple memilih Intel, dan PA Semi dipaksa untuk mengadili produsen perangkat keras khusus kelas atas seperti Sistem Komputer Mercury.

Jelas, Apple tidak melupakan PA Semi, karena mereka kembali membeli perusahaan sebagai dasar untuk inisiatif rekayasa internal. Analis industri tidak yakin berapa banyak yang harus dibaca dalam akuisisi Apple. Perusahaan desain chip dapat digunakan dengan berbagai cara. Apple sudah memiliki banyak perangkat keras ARM untuk dipilih, dan Intel meningkatkan Atom, yang dimaksudkan untuk bersaing di ponsel serta PC anggaran. Banyak pemberi komentar menyimpulkan bahwa PA Semi akan digunakan untuk mempercepat tugas-tugas tertentu melalui chipset dan pengontrol khusus, atau bahwa Apple berencana menggunakan bakat perusahaan untuk membantu memperkuat implementasi perangkat keras yang diperoleh dari mitranya.

Jika pada awalnya Anda tidak berhasil…

Sementara kesepakatan PA Semi memberi Apple lebih dari 150 karyawan berbakat untuk mengatasi masalah merancang prosesornya sendiri, kesepakatan itu tampaknya bukan tanpa masalah. Setelah dua tahun hampir tidak bersuara tentang integrasi start-up ke raksasa Cupertino, berita pecah pada Maret 2010 bahwa Dan Dobberpuhl telah meninggalkan perusahaan sekitar akhir 2009.

Pembelian Intrinisty secara diam-diam dari Apple baru diketahui saat staf berganti majikan di LinkedIn.

Dia bukan satu-satunya yang tidak senang dengan hasil akuisisi tersebut, karena sejumlah insinyur kunci memutuskan untuk melompat pada tahun-tahun setelah Apple mengambil alih. Sumber off-the-record mengatakan kepada The New York Times bahwa beberapa karyawan PA Semi tidak senang dengan hibah saham yang diberikan setelah pembelian. Analis lain berspekulasi bahwa para insinyur tidak senang dengan struktur perusahaan baru yang lebih kaku. Apa pun masalahnya, Dobberpuhl dan insinyur lainnya bersatu untuk membentuk Agnilux, yang berdiri sendiri selama kurang dari setahun sebelum dibeli oleh Google. Dobberpuhl sendiri tidak tinggal di Google, tetapi beberapa anggota tim yang tetap sekarang bekerja di Chrome OS.

Misinya tidak lengkap, Apple mencari sumber bakat lain yang dapat segera meningkatkan perangkat keras seluler perusahaan. Target baru segera menjadi Intrinsity, sebuah perusahaan desain chip yang berbasis di Austin, Texas, yang didirikan pada tahun 90-an dengan nama Teknologi Eksponensial. Seperti PA Semi, Apple dan Intrinisty memiliki sejarah. Pada pertengahan 90-an, ketika itu dikenal sebagai Eksponensial, perusahaan bermitra dengan Apple untuk membangun prosesor baru untuk membantu sistem Mac mengikuti Intel. Tapi Cupertino telah menjadi pintu putar, dan Mac kehilangan uang. Kembalinya Steve Jobs menempatkan paku terakhir di peti mati kesepakatan itu. Dia dengan cepat membuat desain PowerPC tradisional buatan IBM kembali disukai.

Dikalahkan, Eksponensial diganti namanya menjadi EVSX, Inc, lalu sebagai Intrinisty. Ini bekerja dengan chip menggunakan set instruksi MIPS dan sebagian besar terbang di bawah radar pers teknologi, tetapi pada tahun 2009 itu menjadi berita utama dengan bermitra dengan Samsung untuk mengembangkan prosesor mobile 1GHz "Hummingbird". Chip tersebut merupakan tonggak penting bagi semua orang yang terlibat, karena sangat berbeda dari Cortex A8 yang dirancang dan didistribusikan oleh ARM.

Peran Intrinisty adalah implementasi proses desain unik yang memungkinkan Cortex A8, yang biasanya memiliki clock 650MHz, untuk mencapai 1GHz, seperti yang terjadi pada chip Hummingbird pertama. Itu adalah lompatan besar pada saat itu. Sebagian besar perusahaan yang membangun perangkat keras seluler hanya mengandalkan desain ARM, mungkin dengan perubahan di sana-sini.

Steve Jobs memamerkan iPhone 4 di Worldwide Developers Conference 2010Steve Jobs memamerkan iPhone 4 di Worldwide Developers Conference 2010. Wikipedia

Hummingbird sepenuhnya kompatibel dengan A8 dan set instruksi ARM, tetapi desainnya dikerjakan ulang dari awal, yang menghasilkan performa yang jauh lebih unggul. Hanya Qualcomm Snapdragon yang berada di liga yang sama. Ponsel Samsung awal kemungkinan tidak akan mencapai pijakan yang kuat sepanjang tahun 2010 jika Intrinisty tidak membantu memeras setiap penurunan kinerja terakhir dari perangkatnya.

Cupertino mencatat, dan menukik - dan Apple tidak meneriakkan pembeliannya. Media hanya memperhatikan ketika karyawan Intrinisty mulai mengubah perusahaan yang mereka daftarkan di LinkedIn. Dalam hal ini langkah tersebut merupakan kejutan, tetapi tidak seperti pembelian PA Semi, alasan untuk mengakuisisi Intrinisty jelas: Prosesor A4, yang mendukung iPhone 4 dan iPad, muncul bersamaan dengan akuisisi. Seperti Hummingbird, itu didasarkan pada ARM's Cortex A8 tetapi mampu mencapai kecepatan hingga 1GHz. Titik-titiknya tidak sulit untuk dihubungkan.

Pesaing kinerja modern untuk Intel

Bakat yang baru diperoleh dengan cepat digunakan. Sementara penerus langsung A4 menggunakan desain berdasarkan ARM's Cortex A9, A6, yang dirilis pada tahun 2012's iPhone 5, menjadi desain khusus pertama perusahaan. Secara internal disebut Swift, A6 terus menggunakan set instruksi ARM tetapi sebaliknya meninggalkan desain off-the-shelf yang disediakan oleh perusahaan.

Sebuah pembongkaran oleh Chipworks menemukan bahwa tidak seperti kebanyakan pesaing, yang membuat sketsa tata letak umum prosesor dengan perangkat lunak, A6 dirancang secara manual . Meskipun padat karya dan mahal, pendekatan manual biasanya menghasilkan efisiensi yang lebih besar. Perangkat lunak memang berguna, tetapi tidak kreatif. Hanya tim insinyur yang dapat menemukan inefisiensi dan membayangkan solusi unik.

Dalam benchmark web, Apple A9 hampir menyamai PC seluler yang didukung Intel seperti Microsoft Surface Pro 3.

Review iPhone 5 membuatnya cepat dan jelas bahwa upaya para insinyur baru Apple telah membuahkan hasil. Ponsel ini mencapai lompatan kinerja yang lebih besar dari pendahulunya daripada iPhone sebelumnya, lebih dari dua kali lipat kecepatan iPhone 4S dalam banyak benchmark. IPhone 5 sangat cepat, bahkan, masih lebih baik dibandingkan dengan banyak handset Android mainstream yang diperkenalkan pada tahun 2014, yang sebagian besar menggunakan prosesor yang berasal dari desain standar ARM Cortex A15.

Pimpinan kinerja Apple hanya meningkat sejak saat itu. Chip terbarunya, A9 (yang mendukung iPhone 6S dan 6S Plus), memusnahkan persaingan di sebagian besar benchmark, dan seringkali lebih dari dua kali lipat skor saingan terdekatnya. Dalam tolok ukur web seperti Kraken dan SunSpider, ini hampir menyamai PC seluler bertenaga Intel seperti Microsoft Surface Pro 3. Tes GeekBench juga telah menempatkan iPhone 6S dalam lemparan batu dari MacBook yang didukung Intel.

Itu tidak berarti iPhone 6S akan mengalahkan yang terbaik dari Intel, atau bahwa Apple sekarang memiliki keunggulan. Situasinya lebih kompleks dari itu. Membandingkan perangkat yang menjalankan iOS dengan perangkat yang menjalankan Windows sulit bukan hanya karena perbedaan sistem operasi, tetapi juga karena PC menjalankan program dengan memori dan persyaratan pemrosesan yang lebih banyak.

 iPhone 6S dan 6S Plus Apple iPhone 6S dan 6S Plus Jessica Lee Star / Digital Trends

Namun, beberapa menit saja dengan iPhone 6S, atau bahkan iPad Air 2, dapat memberi tahu Anda bahwa ada sesuatu pada skor Apple yang meningkat pesat. Perangkat seluler perusahaan sangat cepat. Mereka jarang ragu, menangani banyak aplikasi dengan mudah, dan bermain game setidaknya sebaik PC dengan grafis terintegrasi Intel. Dan mereka melakukan semua itu dalam amplop kekuatan yang membuat Inti M yang paling pelit merasa malu.

Saya menghubungi Patrick Moorhead, pendiri Moor Insights & Strategy, untuk mendapatkan perspektif tentang kesuksesan Apple. Jawabannya jelas.

“Ini benar-benar belum pernah terjadi sebelumnya di industri bahwa tim seperti ini harus menghasilkan silikon berkualitas tinggi. Biasanya, mereka yang mengolah silikon untuk produknya sendiri tidak terdepan dalam industri, ”katanya. Memang, tidak ada contoh terbaru dari perusahaan mana pun yang mencapai hal yang sama.

Desain chip bukanlah bisnis inti Apple, namun berhasil mengalahkan perusahaan seperti Qualcomm yang tidak ada alasan lain. Strategi merancang perangkat keras sendiri untuk produk pihak pertama, yang dikenal sebagai "integrasi vertikal", dulu dianggap sebagai cara pasti untuk gagal. Para insinyur Cupertino sedang mengubah gagasan tentang apa yang mungkin.

Masalah produksi

Namun, desain chip bukannya tanpa masalah. Ruang lingkup peluncuran produk Apple membuat pembuatan silikon cukup sulit. Meskipun telah membuat kemajuan besar dalam kinerja, perusahaan ini masih berbeda dari Intel atau Samsung dalam satu hal yang penting. Itu tidak memiliki fasilitas fabrikasi. Saat ini, sebagian besar perusahaan desain prosesor tidak.

AMD, Nvidia, dan Qualcomm hanyalah beberapa nama besar yang mengandalkan pihak ketiga untuk membangun apa yang mereka rancang. Tak satu pun dari mereka menjual dalam skala Apple, dan itu menyebabkan kendala produksi. IPhone 6S mencontohkan ini, karena mengandung salah satu dari dua chip serupa yang dibuat oleh pabrik pengecoran berbeda. Salah satunya adalah TSMC, yang menggunakan proses produksi 16 nanometer. Yang lainnya adalah Samsung, yang membangun A9 dengan proses 14nm.

Ini, seperti kebanyakan usaha Apple dalam desain chip, sangat tidak biasa. Menggunakan dua pengecoran berbeda jelas mempersulit membuat perangkat berfungsi dengan baik. Perbedaannya terlalu kecil untuk diperhatikan di luar tolok ukur terkontrol, tetapi jelas tidak ideal. Beberapa orang menyebut masalah ini "chipgate" - meskipun, sejauh ini, tampaknya tidak mendapatkan daya tarik seperti masalah pembengkokan iPhone 6 atau antena iPhone 4.

Semikonduktor Taiwan Taiwan Semiconductor (TSMC), gedung Fab 5, Hsinchu Science Park, Taiwan Peellden / Wikimedia

Biaya desain juga menjadi masalah, karena arsitektur tidak dapat dipindahkan dari satu proses produksi ke proses berikutnya hanya dengan menyesuaikan beberapa parameter. Ini adalah masalah sulit yang membutuhkan pendekatan unik untuk setiap pengecoran. Meskipun desain keseluruhan sama untuk chip Samsung dan TSMC, produknya tidak berukuran sama dan memiliki perbedaan yang terlihat dalam die shot. Itu berarti Apple harus menggandakan beberapa pekerjaan desainnya.

Tidak ada solusi mudah untuk masalah ini. Bahkan membeli atau membangun perusahaan fabrikasi chip sendiri mungkin tidak berhasil. Apple harus mengontrak dua perusahaan terbesar di dunia untuk mendapatkan volume yang cukup, jadi perlu waktu bertahun-tahun untuk membangun kapasitas yang sama secara internal bahkan jika perusahaan itu membeli salah satu produsen terkemuka dunia besok. Produksi akan menahan desain untuk tahun-tahun mendatang.

Satu-satunya jalan adalah terserah

Chip berikutnya yang dijadwalkan untuk pengiriman dari Apple adalah A9X, yang akan muncul di iPad Pro November ini. Meskipun masih terselubung secara detail (tidak ada yang tahu kecepatan clock-nya, atau berapa core yang dimilikinya), perangkat ini diduga mampu mengungguli 80 persen PC portabel yang dikirimkan dalam 12 bulan terakhir. Yang, mari kita hadapi itu, adalah cara lain untuk mengatakannya berkinerja lebih baik dari sebagian besar perangkat keras bertenaga Intel yang dijual hari ini.

Saya tahu, kedengarannya konyol. Tetapi gagasan bahwa Apple dapat membuat silikon selulernya sendiri yang terkemuka di kelasnya tampak sama konyolnya beberapa tahun yang lalu. Sayap desain chip di Cupertino mungkin masih muda, tetapi memiliki bakat yang serius - dan akses ke lemari besi Scrooge McDuck perusahaan.

Patrick Moorhead tentu saja optimis tentang prospek Apple, mengatakan "Saya pikir dengan momentum mereka, Apple akan melanjutkan ini untuk waktu yang sangat lama dalam mobilitas," dan menambahkan "apa yang mereka coba lakukan sekarang adalah meningkatkan rantai makanan pengolah ke prosesor berukuran desktop. ” Jika A9X memberikan apa yang dijanjikannya, hal itu dapat mengganggu keseimbangan kekuatan dalam silikon, dan antara Apple dan Intel pada khususnya.

Sementara A9 dan A9X adalah kemenangan besar bagi Cupertino, mereka lebih penting daripada garis bawah perusahaan. Memproduksi chip terbaik di kelasnya dari nol dalam rentang waktu lima tahun adalah prestasi yang menurut semua orang tidak mungkin - jadi tidak ada yang mencobanya. Saat iPhone dan iPad memperluas keunggulan kinerja mereka, orang lain dengan saku dalam akan mulai bertanya-tanya apakah mereka juga dapat merancang silikon mereka sendiri.