Weg met Intel, hoera ARM? Zo’n vaart loopt het niet, maar het enthousiasme voor ARM neemt dagelijks toe, ten koste van klassieke x86-processors. Staan we aan de vooravond van een fundamentele verschuiving?
Waarom zou je een processor van Intel of AMD in je server stoppen, wanneer een exemplaar gebaseerd op de ARM-architectuur goedkoper en zuiniger is? AWS durft zich die vraag stilaan luidop stellen. De grootste cloudprovider ter wereld bouwt al sinds 2018 eigen chips gebaseerd op ARM-technologie: Graviton. In 2019 lanceerde de cloudreus Graviton 2, dat steeds meer instances aandrijft. Voor heel wat gebruiksscenario’s kunnen klanten vandaag kiezen voor servers met x86-chips van Intel (en in mindere mate AMD) aan boord, of alternatieven gebouwd op AWS Graviton.
lees ook
ARM, x86 en RISC-V: het verschil uitgelegd
Succes bleef niet uit. Met Graviton 2 liet AWS zich al ontvallen dat ARM-servers efficiënter, zuiniger en bijgevolg goedkoper zijn voor klanten, maar het bedrijf bleef erg voorzichtig in zijn communicatie. CPU-specialist Intel bleef tenslotte incontournable en ook het ecosysteem was nog niet helemaal mee. ARM-architectuur verschilt van x86-architectuur en vereist compatibele software. AWS zag al enthousiasme, maar wilde logischerwijs geen belangrijke partners schofferen zolang het alternatief niet evenwaardig was.
Goedkoper, zuiniger en efficiënter
Intussen neemt de cloudprovider geen blad meer voor de mond. “ARM is helemaal klaar voor servers”, zegt Jean-Pierre Le Goaller, Head of AWS Technology and Solutions Architecture in de Benelux. “Het gebruik ervan gaat alleen maar groeien. Dat moet ook, ARM is kosteneffectief en verbruikt minder elektriciteit. Met klimaatdoelstellingen in het achterhoofd, is dat een duidelijke troef.”
ARM is kosteneffectief en verbruikt minder elektriciteit.
Jean-Pierre Le Goaller, Head of AWS Technology and Solutions Architecture Benelux
Ook van eventuele compatibiliteitsproblemen ligt hij niet wakker. “Je moet software inderdaad opnieuw compileren om op Graviton te draaien maar dat is heel eenvoudig. Zelfs voor grote workloads kan dat in een paar dagen. Echt complexe workloads zet je in enkele weken om.” Le Goaller spreekt niet maar van technische beperkingen die de opmars van ARM kunnen stuiten, maar wel van praktische hordes. “Wanneer je software van derden draait, moeten die de code certifiëren. Zonder ISV-certificering, kan je niets doen.” Voor de meeste workloads ziet hij echter geen probleem.
AWS-diensten op ARM
Het is menens voor AWS, dat intussen Graviton 3 aankondigde en steeds meer van de eigen diensten migreert naar ARM-servers. Logisch: de hogere efficiëntie heeft een positieve impact op de bottom line van de cloudprovider. AWS heeft zowel clouddiensten in huis als de zuinige processors van eigen makelij, waarom zouden ze beiden niet combineren? Zo zien we onder andere de managed database-services, het serverless-aanbod met Lambda en de containerdiensten beschikbaar komen op Graviton.
Het is aan de x86-specialisten om hun waarde te bewijzen tegenover de ARM-architectuur.
Le Gaoller is diplomatisch maar legt de bal toch in het kamp van Intel en AMD: “We waarderen onze relaties met Intel en AMD. Misschien zijn ze zelf aan nieuwe zaken aan het werken.” Het is met andere woorden aan de x86-specialisten om op termijn hun waarde te bewijzen tegenover de ARM-architectuur.
Microsoft volgt
AWS nam het voortouw met de integratie van ARM in servers, maar krijgt gevolg. Microsoft ging in 2021 de samenwerking aan met Ampere Computing met de ambitie om de ARM-gebaseerde Ampere Altra-processor naar de Azure-cloud te brengen. Kleinere cloudspeler Oracle loopt wat die ambitie betreft een stapje voor en integreerde al ARM-Ampere gebaseerde instances in zijn aanbod.
Microsoft is het eens met zijn grootste concurrent wat de impact van ARM op milieudoelstellingen betreft. “Microsoft wil CO2-negatief zijn tegen 2030 en dat vereist nieuwe hardware en software”, laat het bedrijf weten. “De extreme efficiëntie van Ampere-hardware gecombineerd met onze technologie zal ons een heel eind op weg helpen.”
Microsoft wijst er nog op dat het al 25 jaar ervaring heeft met ARM en meehielp aan de ontwikkeling van standaarden die de architectuur hebben klaargestoomd voor het datacenter.
Laptopprocessors
Niet alleen in serverland wordt x86-technologie belaagd. In smartphones en tablets is ARM dominant en voor laptops toont Apple dat de architectuur een superieure verhouding van prestaties tegenover verbruik biedt. Chips van Intel en AMD bieden nog steeds meer brute kracht, maar in de meeste gevallen is een gebalanceerde oplossing interessanter.
Dat ARM in de laptop nog niet populairder is, komt voor een groot stuk door de heel matige ondersteuning van Microsoft met Windows en het bijhorende ecosysteem. Zowel in servers als in laptops evolueert x86 alsmaar meer naar legacy die vooral uit gemakzucht populair blijft.
Van homogeen naar heterogeen
John Roese, CTO van Dell, denkt dat core software wereldwijd dusdanig verankerd is met x86 dat een volledige shift naar ARM moeilijk of misschien zelfs onmogelijk is. Hoe dan ook is het sop volgens hem de kolen niet waard. Roese ziet echter geen grote strijd: “Het debat tussen ARM en x86 is fout. De betere vraag is: is de toekomst van computing homogeen of heterogeen?”
Het debat tussen ARM en x86 is fout.
John Roese, CTO Dell
Computerkracht was lange tijd homogeen. Dat wil zeggen dat één dominante architectuur al het rekenwerk verzette. In casu was dat x86. De Wet van Moore zorgde voor een tweejaarlijkse verdubbeling van de capaciteiten van x86-chips, zodat nieuwe en zwaardere toepassingen steeds konden rekenen op nieuwe krachtige chips. Vandaag is transistortechnologie zo ver doorontwikkeld dat de Wet van Moore niet meer geldt en de evolutie van x86 stagneert.
De oplossing is om gespecialiseerde taken toe te vertrouwen aan co-processors die op andere architecturen gebaseerd zijn. GPU’s zijn het mooiste voorbeeld, maar ook DPU’s en TPU’s vervullen die rol. “Eerst werd video naar een externe processor gestuurd, dan AI en analytics”, zegt Roese. “Nu zien we netwerktaken en opslag verwerkt worden door accelerators. Veel van die gespecialiseerde chips zijn gebouwd op de ARM-architectuur.”
Meer dan een strijd ziet Roese vooral een evolutie van het landschap waarbij x86 langs alle kanten wordt omringd door ARM. Die mix van architecturen is volgens de CTO geen probleem. “Met voldoende abstractie, maakt de onderliggende architectuur niet zo heel veel uit.” Hij erkent wel de dat chips als Graviton en de omschakeling van Apple druk uitoefenen op x86. “Het wordt belangrijk om te zien hoe x86 reageert.”
Intel en AMD
Die reactie is het duidelijkst bij Intel en zijn Alder Lake-chips. Efficiëntie is de grootste troef van ARM en precies daar zet Intel op in met zijn nieuwste laptopchips. De processorbouwer plaatst voor het eerst verschillende soorten rekenkernen op één CPU met een combinatie van krachtige prestatiekernen en zuinige efficiëntiekernen. Die strategie is helemaal geleend van de Big.Little-architectuur bij ARM, die precies hetzelfde doet.
lees ook
Wanneer kernen en kloksnelheid betekenisloos worden: wegwijs door Intel Alder Lake
AMD wint van zijn kant aan belang in servers als alternatief voor Intel. De chipbouwer kan prat gaan op erg krachtige processors met een aantrekkelijker prijskaartje dan dat van zijn voornaamste concurrent. Wat brute kracht betreft, zit het voor AMD dus wel snor, maar een duidelijke strategie als antwoord op de troeven van ARM moeten we voorlopig missen. Tijdens de introductie van zijn nieuwe laptopprocessors liet AMD weten dat zijn rekenkernen van krachtig naar zuinig kunnen gaan, zonder nood aan Big.Little. Traditioneel is x86 hier echter niet zo heel goed in waardoor we ons afvragen of die strategie wel kan werken op de lange termijn. AMD wilde hierop geen reactie geven.
Beide fabrikanten lijken voorlopig wel te vertrouwen op de positie van x86 in de servermarkt. De nadruk op efficiëntie vinden we vooral terug bij de laptopchips, waar de concurrentie van Apple en de M1-chip schijnbaar als dreigender wordt ervaren.
Stevig verankerde dominantie
Roese denkt dat we ons niet mogen blindstaren op de succesverhalen van ARM. De architectuur speelt een steeds belangrijkere rol en vervangt hier en daar x86-chips in de cloud, maar x86 blijft wel dominant. Daar komt bij dat het gros van de IT-infrastructuur wereldwijd ook vandaag nog on-premises draait, en niet bij AWS, Microsoft Azure of Google. “Slechts vijf tot vijftien procent van de IT-infrastructuur draait momenteel in de cloud”, schatte AWS-CEO Adam Selipsky eind vorig jaar nog. Buiten de publieke cloud is er van ARM als x86-alternatief nog nauwelijks sprake en dat ziet Roese duidelijk niet meteen veranderen.
Slechts vijf tot vijftien procent van de IT-infrastructuur draait momenteel in de cloud.
Adam Selipsky, CEO AWS
Toch is een duidelijke verschuiving ingezet. In CPU-land blijven de chips van Intel en AMD vermoedelijk de norm, maar ze zijn niet meer de enige optie. De x86-specialisten moeten zich bewijzen, want met ARM ligt er een steeds volwassener alternatief klaar. Dat geldt zowel voor servers als voor laptops.
Iedereen kan winnen
Voorlopig spelen ARM en x86 echter geen nulsomspel, of toch niet in serverland. De toenemende heterogeniteit van het computerlandschap en de wereldwijde digitalisering betekent dat beiden kunnen groeien. ARM wint duidelijk aan belang, maar dat betekent niet dat x86 krimpt.
Voor laptops is het risico op een negatieve impact op x86 groter, al zorgt de alomtegenwoordigheid van Windows gekoppeld aan de voorlopig slechte ondersteuning voor ARM daar voor een buffer. De opkomst van ARM is hoe dan ook een goede zaak, zelfs wanneer x86 de norm blijft. Het geeft Intel en AMD immers échte concurrentie van buitenaf, en dat is positief voor de innovatie van zowel x86 als ARM.