Nel mondo dei microprocessori, un settore tecnologico chiave per l’era digitale, si è verificato un cambiamento di paradigma che ha scosso le fondamenta dell’industria. Al centro di questo cambiamento troviamo ARM e l’influenza di Apple, un binomio che ha ridefinito le regole del gioco, creando onde d’urto che hanno raggiunto un colosso come Intel.
La svolta di ARM e l’influenza di Apple
Ripercorriamo il cammino di questa rivoluzione. Apple, una delle aziende più innovative del mondo, ha giocato un ruolo cruciale nell’adottare processori ARM fin dal 1993 con il loro primo assistente digitale personale, il Newton. Questa mossa, inizialmente vista come un passo audace e forse rischioso, ha innescato una tendenza che con gli anni si è intensificata. Il culmine di questo percorso è stato l’abbandono di Intel da parte di Apple per i suoi computer desktop e notebook, un cambiamento che ha significato molto più che una semplice scelta di componente hardware. Ha infatti rappresentato un miglioramento notevole nelle prestazioni e nell’efficienza energetica dei dispositivi Apple, ponendo le basi per un’influenza profonda sull’intero settore.
Questa decisione ha avuto un impatto diretto su Intel, scuotendo la sua dominanza nel mercato dei chip per computer. Il passaggio di Apple ai processori ARM-based non solo ha beneficiato la stessa Apple in termini di prestazioni del dispositivo, ma ha anche aperto la strada a giganti tecnologici come Amazon, Google e Nvidia per esplorare e adottare le tecnologie ARM nei loro prodotti e servizi. È come se Apple avesse aperto una porta verso un nuovo mondo di possibilità, e molti si sono affrettati a seguirle.
Dal canto suo, ARM ha vissuto una crescita esponenziale nel mercato dei dispositivi mobili, un settore in cui ha guadagnato un vantaggio significativo prima che Intel tentasse di entrare in questo mercato nel 2011. Questa posizione privilegiata ha permesso ad ARM di diventare un concorrente chiave nel settore dei microprocessori, specialmente nel campo mobile, dimostrando che una tecnologia inizialmente progettata per dispositivi di piccole dimensioni può scalare e rivoluzionare anche il settore dei computer notebook, desktop, e data center.
Differenze tecnologiche tra processori Intel e ARM
I processori Intel adottano l’architettura CISC (Complex Instruction Set Computing), che si caratterizza per un ampio e complesso set di istruzioni. Questa scelta favorisce la compatibilità con vari software e l’esecuzione efficiente di operazioni complesse, qualità che hanno consolidato la posizione dominante di Intel nel mercato dei PC.
Dall’altra parte, ARM (Advanced RISC Machines) Ltd fondata nel novembre 1990 da una joint venture tra Acorn Computers, Apple Computer (ora Apple Inc.) e VLSI Technology, sviluppa processori basati sull’architettura RISC (Reduced Instruction Set Computing), con un set di istruzioni semplificate per ottimizzare l’efficienza energetica e la velocità. Prima di ARM, l’architettura RISC era già utilizzata in ambiti come workstation e server da aziende come Sun Microsystems e Silicon Graphics (SGI). ARM ha poi esteso l’utilizzo di RISC a dispositivi mobili e IoT, beneficiando delle sue proprietà di efficienza e compattezza.
Nel 2018, Amazon Web Services (AWS) ha innovato nei propri data center introducendo la tecnologia ARM con lo sviluppo interno dei processori Graviton, seguiti dall’evoluzione Graviton2 nel 2019. Questi processori, creati da Amazon, mirano a migliorare l’efficienza energetica e si sono distinti per le loro prestazioni elevate nelle applicazioni di cloud computing e intelligenza artificiale.
Le architetture Intel e ARM rappresentano due filosofie differenti nel design e nelle funzionalità dei processori, ognuna con le proprie peculiarità e punti di forza. La contrapposizione tra le due non è solo tecnica, ma riflette due visioni distinte di integrazione tecnologica.
Dal punto di vista architettonico e di design, i processori Intel, basati principalmente sull’architettura x86, sono analoghi ai SUV dell’informatica: potenti, adatti a gestire compiti complessi e ideali per il gaming ad alta risoluzione o per applicazioni professionali gravose. Sono il cuore di molti PC e server, orientati a carichi di lavoro intensi e a prestazioni elevate.
I processori ARM, seguendo un’architettura RISC, sono invece paragonabili a veicoli ibridi: efficienti e flessibili, capaci di adattarsi a diversi scenari d’uso. Ideali per dispositivi mobili, dove il consumo energetico ridotto è cruciale, i processori ARM hanno esteso la loro efficacia anche a data center e applicazioni di intelligenza artificiale, dimostrando la loro versatilità oltre il mondo mobile.
Infine, la flessibilità e la personalizzazione sono punti chiave. I processori ARM offrono ai produttori la libertà di licenziare l’architettura e personalizzare i chip per specifiche esigenze. È come avere un blocco di argilla con cui i produttori possono scolpire secondo i loro desideri. Intel, d’altra parte, offre meno flessibilità in termini di personalizzazione, ma garantisce un design più uniforme e standardizzato, come un set di mattoncini LEGO con istruzioni precise.
Processori ARM-based
L’innovazione nel mondo dei processori sta vivendo una vera e propria rivoluzione grazie ai processori ARM-based, e le loro implicazioni sono immense. Questa tecnologia, una volta relegata ai dispositivi mobili, sta ora prendendo piede in settori che vanno dai computer personali ai data center. Ma perché quest’ondata di personalizzazione e sviluppo in-house sta prendendo così tanto slancio?
I processori ARM-based offrono una serie di vantaggi unici, cruciali in un’era dove le prestazioni personalizzate e l’efficienza energetica sono essenziali. La possibilità di ottimizzare i processori per applicazioni specifiche significa che le aziende possono affinare le prestazioni per i loro prodotti, un po’ come un sarto che realizza un vestito su misura invece di scegliere uno standard dal negozio. Questo porta a dispositivi che non solo funzionano meglio ma sono anche più efficienti.
Un ottimo esempio di questa personalizzazione è Apple. Nel 2023, Apple ha introdotto il chip M3, un colosso tecnologico con 25 miliardi di transistor, che offre prestazioni straordinarie per il MacBook Pro e l’iMac. Questo chip è un perfetto esempio di come la personalizzazione possa portare a dispositivi con capacità e prestazioni senza precedenti.
Google non è da meno con il suo Google Tensor G3. Questo chip include l’ultima generazione di CPU ARM e una GPU aggiornata, dimostrando ancora una volta come la personalizzazione possa portare a significativi miglioramenti nelle prestazioni.
NVIDIA ha lanciato la Grace CPU, un processore per datacenter basato su core ARM, mirato a migliorare le prestazioni nei campi dell’intelligenza artificiale e del calcolo ad alte prestazioni. Inoltre, ha presentato il NVIDIA Arm HPC Developer Kit per supercomputer e data center efficienti, e sta ampliando la collaborazione con MediaTek per sviluppare laptop con tecnologia avanzata. Queste iniziative sottolineano l’impegno di NVIDIA nell’adottare la tecnologia ARM per potenziare prestazioni ed efficienza energetica in vari mercati, inclusi cloud, supercomputing e PC.
NVIDIA e AMD stanno progettando processori ARM-based per PC Windows, segnando un cambiamento significativo nel settore dei PC, tradizionalmente dominato da Intel e AMD con architetture x86. Microsoft sta facilitando questa transizione sviluppando un’infrastruttura software più compatibile con ARM, migliorando l’esperienza utente e superando le limitazioni di compatibilità di driver e software. Questo orientamento verso ARM si allinea con l’approccio di Apple e sfida la predominanza di Intel nel mercato dei processori per PC.
Ma cosa significa tutto ciò? La crescente adozione di processori ARM-based segnala un cambiamento fondamentale nel modo in cui le aziende pensano al design dei chip. Non si tratta più solo di scegliere il processore “meno peggio” disponibile sul mercato; ora le aziende possono creare il processore perfetto per le loro specifiche esigenze. È un’era di personalizzazione e innovazione senza precedenti, che promette di ridisegnare il panorama tecnologico come lo conosciamo.
Intel vs ARM: la battaglia per il dominio dei data center e dei servizi cloud
Intel mantiene la sua posizione di leader nel mercato dei data center con una quota del 71% nel 2022.
Intel nel mercato dei data center: sfide e cambiamenti competitivi
Tuttavia, sta affrontando sfide, incluse una riduzione del 16% delle vendite nel settore dei server e una diminuzione della quota di mercato. Queste difficoltà sono in parte attribuibili a ritardi nel rilascio dei suoi prodotti di nuova generazione, come Sapphire Rapids, e a un contesto macroeconomico complesso. Di conseguenza, AMD ha guadagnato terreno, registrando una crescita del 62% dei suoi ricavi nel settore dei data center e raggiungendo una quota di mercato del 20%, principalmente grazie all’adozione del suo processore EPYC Milan. Parallelamente, i processori basati su architettura ARM, come il Graviton di AWS, stanno emergendo per la loro efficienza energetica e prestazioni ottimizzate, superando per la prima volta 1 miliardo di dollari in ricavi. Questi sviluppi indicano un cambiamento nel panorama dei data center, verso una crescente preferenza per soluzioni più efficienti dal punto di vista energetico e performanti.
L’ascesa dei processori Arm nel cloud computing
Amazon ha continuato a innovare nel campo dei processori basati su tecnologia ARM con il lancio di AWS Graviton4, la quarta generazione di processori Graviton, che si è affermata come un componente fondamentale nell’ambito dei data center e dei servizi cloud di Amazon. Il Graviton4 è un processore con 96 core, che offre prestazioni computazionali superiori del 30% rispetto al suo predecessore, il Graviton3. In particolare, il Graviton4 mostra un aumento delle prestazioni del 40% in applicazioni database e del 45% in applicazioni Java. Questo miglioramento è attribuito in parte all’utilizzo di core Arm Neoverse V2, che offrono una maggiore efficienza nelle istruzioni per clock (IPC) rispetto ai core V1 usati nelle generazioni precedenti di processori AWS. Parallelamente, Amazon gestisce anche un marketplace per modelli di intelligenza artificiale, utilizzati da vari prodotti che operano tramite Amazon Web Services. Di recente, l’azienda ha concluso un accordo di investimento fino a quattro miliardi di dollari con Anthropic, che si è impegnata a utilizzare il chip Trainium di Amazon, ottimizzato per lo sviluppo di intelligenza artificiale su larga scala.
Google sta sviluppando due processori ARM in-house per il suo servizio cloud, segnando un passo importante verso una maggiore autonomia e innovazione nel design dei chip. Uno di questi processori, denominato Maple, si basa su design esistenti di Marvell Technology, mentre l’altro, chiamato Cypress, si affida a un design interno sviluppato da un team in Israele. Entrambi i processori sono basati su nodi di processo a 5nm e dovrebbero entrare in produzione di massa nella seconda metà del 2024, con un possibile debutto nel cloud entro l’inizio del 2025. Questa mossa segue il successo di Amazon Web Service con i suoi chip server ARM Graviton, evidenziando la crescente tendenza verso l’adozione di ARM nel cloud.
Microsoft ha annunciato due processori ARM-based personalizzati per i suoi servizi cloud, denominati Azure Maia e Azure Cobalt. Il chip Azure Maia è ottimizzato per carichi di lavoro AI, come LLMs, Bing e ChatGPT, e rappresenta uno dei chip più potenti costruiti su un processo a cinque nanometri. Azure Cobalt, d’altra parte, è un CPU a 64 bit con 128 core, che offre un miglioramento del 40% rispetto ai chip ARM attuali di Azure, ed è progettato per alimentare servizi Microsoft come Teams e Azure SQL. Questi processori ARM-based sono stati sviluppati per massimizzare la flessibilità e ottimizzare le prestazioni, la sostenibilità e i costi.
In parallelo alle sue innovazioni nel campo dei processori ARM-based, Microsoft sta anche compiendo passi significativi verso il futuro del cloud computing, annunciando piani per orientare Windows, il suo storico sistema operativo, verso il cloud.
Questa mossa strategica evidenzia l’intenzione di Microsoft di adattarsi alle esigenze di un mercato in rapida evoluzione, dove il cloud computing sta assumendo un ruolo sempre più centrale. La trasformazione di Windows in una piattaforma cloud-based mira a offrire una maggiore flessibilità, efficienza e sicurezza, rispondendo alla crescente domanda di servizi e applicazioni accessibili da remoto. Questo sviluppo non solo segna un cambio di direzione significativo per Windows ma anche sottolinea l’importanza delle infrastrutture cloud nell’era digitale moderna, ponendo Microsoft in una posizione competitiva nel mercato dei servizi cloud.
La Risposta di Intel per il Cloud Computing
Intel sta affrontando le sfide del mercato dei data center con l’innovazione e l’adattamento. L’azienda sta lanciando nuovi processori Xeon, con Sierra Forest previsto per la prima metà del 2024 come primo processore Xeon “Efficient-core”, e Granite Rapids in arrivo nel 2024, che migliorerà il numero di core e le prestazioni energetiche. Il processore Clearwater Forest, in programma per il 2025, sarà prodotto sul nodo Intel 18A e rappresenterà un punto culminante nella strategia quinquennale di Intel. Inoltre, Intel sta intensificando il suo focus sull’intelligenza artificiale, integrando acceleratori AI nei processori Xeon e sviluppando il processore Core Ultra, oltre agli acceleratori Gaudi2 di Habana per modelli di linguaggio come ChatGPT.
A questo proposito, Intel ha anche annunciato un supercomputer AI che sarà interamente basato su processori Intel Xeon e 4.000 acceleratori AI Intel Gaudi2, con Stability AI come cliente principale.
La collaborazione tra Dell Technologies e Intel mira a offrire soluzioni AI che supportano un’ampia gamma di carichi di lavoro AI, dalle esigenze di formazione su larga scala a quelle di inferenza di base. Inoltre, Alibaba Cloud ha segnalato il 4th Gen Xeon come soluzione efficace per l’inferenza in tempo reale su modelli di linguaggio di grandi dimensioni, raggiungendo un’accelerazione di 3 volte nel tempo di risposta grazie agli acceleratori Intel Advanced Matrix Extensions (Intel AMX) e ad altre ottimizzazioni software.
Intel sta inoltre guidando un ecosistema aperto, collaborando con importanti fornitori di software come Red Hat, Canonical e SUSE per ottimizzare le prestazioni dei loro rilasci di software aziendale per le più recenti architetture Intel. Questo approccio aperto consente una facile implementazione su più architetture, contribuendo a democratizzare l’uso dell’IA. Il Developer Cloud di Intel offre un ambiente di sviluppo basato su CPU avanzate, GPU e processori Intel Gaudi2 per il Deep Learning, offrendo agli sviluppatori accesso alle ultime piattaforme hardware di Intel, tra cui i processori Xeon Scalable di 5a generazione.
Per quanto riguarda il Core Ultra, Intel ha confermato il lancio di questi processori per dicembre. Questi processori rappresentano un punto di svolta nell’architettura dei processori client di Intel, con l’integrazione di una unità di elaborazione neurale (NPU) per l’accelerazione AI efficiente dal punto di vista energetico e l’inferenza locale. Core Ultra offre un’elaborazione AI a bassa latenza che è indipendente dalla connettività, garantendo una maggiore privacy dei dati. Questo processore rappresenta un inflection point nella roadmap dei processori client di Intel, essendo il primo design chiplet del client abilitato dalla tecnologia di packaging Foveros e offrendo prestazioni di grafica discrete a livello di Intel Arc.
Intel e il futuro
Intel, come un veterano dello sport che deve rinnovarsi per competere con le nuove stelle emergenti, si sta attrezzando per non solo restare in gara, ma anche per cercare di superare i suoi avversari, adattandosi alle mutevoli dinamiche del settore con determinazione.
Intel sta pianificando il lancio di una nuova generazione di chip, con un focus particolare sui notebook “thin and light”, e mira a riconquistare il terreno perduto rispetto a giganti come Apple. Un aspetto cruciale della strategia di Intel è la sfida nella produzione avanzata: l’azienda si è posta l’obiettivo di raggiungere e superare il livello di tecnologia di produzione avanzata del suo principale concorrente TSMC entro il 2025 e diventare il secondo fornitore mondiale nel suo nuovo business di produttore di chip anche per conto terzi, come fonderia, entro il 2030.
Le considerazioni geopolitiche giocano un ruolo significativo nel futuro di Intel. Le tensioni tra Cina e Taiwan, in particolare, potrebbero avere un impatto considerevole sull’industria dei semiconduttori a livello globale. TSMC, o Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, è una delle più grandi aziende di produzione di semiconduttori al mondo, con una presenza dominante nel mercato delle fonderie di chip. In uno scenario in cui le aziende tecnologiche, a causa delle tensioni geopolitiche, potrebbero perdere l’accesso alle fabbriche di TSMC in Taiwan, Intel si troverebbe in una posizione cruciale. La società statunitense, che possiede le proprie capacità di fabbricazione di semiconduttori, potrebbe diventare un’alternativa strategica per la produzione di chip, influenzando notevolmente l’equilibrio dell’industria tecnologica globale.
Sotto la guida di Pat Gelsinger, Intel sta intensificando i suoi sforzi per rimanere un concorrente di primo piano nel settore, enfatizzando la sua resilienza e capacità di innovare. La strategia di Intel comprende anche il focus sul continuo processo di digitalizzazione globale, che coinvolge cinque asset tecnologici fondamentali: information technology ubiquitaria, connettività avanzata (inclusi 5G e 6G), infrastruttura cloud to edge, sensoristica avanzata e intelligenza artificiale. Intel sta anche lavorando su progetti innovativi come il più grande dataset al mondo sui tumori al cervello, migliorando la precisione delle diagnosi del 30%.
Intel si sta adattando alle mutevoli dinamiche del settore dei semiconduttori, con la determinazione di rimanere un attore chiave nel mercato globale dei chip, e mira a essere un leader nella sostenibilità, con l’obiettivo di raggiungere zero rifiuti in discarica, ripristinare più acqua di quella utilizzata, e avere un impatto zero a livello energetico entro il 2030, e di raggiungere le zero emissioni nette di gas serra entro il 2040.
Conclusioni
La storia recente di Intel ci offre una lezione affascinante sulle dinamiche del settore e sull’importanza dell’innovazione. La situazione attuale dell’azienda è emblematica di come anche le entità più consolidate possano trovarsi ad affrontare sfide di notevole entità, specialmente in un contesto di rapidi cambiamenti tecnologici e di crescente attenzione verso l’efficienza energetica.
Guardando al panorama tecnologico odierno, si assiste a una marcata evoluzione verso una maggiore concentrazione delle risorse informatiche nel cloud. Questo scenario è come un fertile terreno di coltura per le piattaforme di intelligenza artificiale, che necessitano di enormi quantità di potenza di calcolo. Allo stesso tempo, con l’evoluzione di Internet e l’arrivo di tecnologie come il 5G, i PC e i dispositivi mobili continuano a richiedere alte prestazioni, ma si trovano ora a dover bilanciare queste esigenze con una maggiore efficienza energetica.
In questo contesto, ARM emerge come un giocatore agile e adattabile, grazie alle sue tecnologie a basso consumo e alla capacità di personalizzazione dei suoi processori. Fino ad ora, Intel si è concentrata sulla produzione di processori ad alte prestazioni, ma con un consumo energetico relativamente elevato e meno personalizzabili. Questo approccio, una volta la norma, ora si trova in contrapposizione con la tendenza crescente verso soluzioni più efficienti dal punto di vista energetico e più flessibili, come quelle proposte da ARM.
Anche se le tensioni geopolitiche introducono incertezza nel mercato, l’industria dei microprocessori sta chiaramente evolvendo verso un nuovo paradigma tecnologico.
Nonostante le sfide poste da questo scenario in rapida evoluzione, sarebbe imprudente sottovalutare la capacità di Intel di adattarsi e rimanere competitiva. L’azienda ha dimostrato nel tempo una notevole resilienza e un impegno costante verso l’innovazione e l’adattamento. La risposta di Intel a queste sfide, seppur di fronte a un divario significativo, è attesa con grande interesse. È come guardare un campione di lunga data prepararsi per una nuova sfida, sapendo che la sua esperienza e capacità di adattamento potrebbero ancora una volta dimostrarsi decisive.
