Bare én dag etter avdukingen av iPaden, har Apples nettbrett som lenge har ryktet rykter om fjær og vendte hoder. Med et kjent grensesnitt, Apples fremdrift, iTunes-integrasjon og en pris som selv ikke-nerdene lett kan forelske seg i, har den alle mulighetene for en hit. Men innerst inne ligger noe enda mer revolusjonerende.
I hjertet av iPad ligger en en liten silisiumskive. En game changer i en game changer. Det er Apples A4, en system-på-en-brikke (SoC) det angivelig kombinerer en laveffekts CPU, en grafikkbehandlingsenhet (GPU) og annen maskinvare, hvorav mye fortsatt er konfidensielt. Det vi vet er at den finner en nesten ideell balanse mellom batterilevetid og hastighet, slik at iPad kan animere og glide rundt i et tempo som iPhone 3GS-brukere bare kunne drømme om.
Historien bak "magien"
Røttene til A4 begynner i 2005 med en da tre år gammel oppstart kalt PA Semiconductor. På 2005 Fall Processor Forum, PA Semi skisserte en visjon for en SoC PowerPC-arkitektur, G5-avledet PWRficient familie. Som navnet antydet, var fokuset på å designe en høyytelses multicore PowerPC-brikke som var ideell for mobile enheter.
Samme år måtte Apple forholde seg til det leder Tim Cook kalte «moren til alle termiske utfordringer» – å sette inn en G5-prosessor i en PowerBook. IBM hadde aldri tenkt at G5 skulle operere i en maskin som er så tynn som en bærbar PC, og Apple hadde ikke annet enn de gamle PowerPC G4-brikkene for resten av PowerBook-linjen. Med bærbare PC-er som overgår Apples egen teknologi, måtte Apple lete etter løsninger, og det raskt.
Det var under disse alvorlige omstendighetene at Apple la merke til PA Semi, og de to ble nære samarbeidspartnere i å planlegge fremtiden til PowerPC for Mac-maskinvare. Så kom Apples skjebnesvangre WWDC 2005-kunngjøring, at overgangen til Intel nå var i gang; fremtidige forhold mellom Apple og PA Semi så ut til å være brutt.
Men PA Semis 150 ingeniører fortsatt levert på løftene deres. Det eneste medlemmet av PWRficient-familien ble utgitt i februar 2007, først til selskapets nærmeste partnere, etterfulgt av en bredere utgivelse senere samme år. Det skrøt av en veldig. imponerende sett med spesifikasjoner, inkludert to 64-biters PowerPC G5-kjerner med to DDR2-minnekontrollere på en enkelt brikke. Den kjørte på 2,0 GHz med et gjennomsnitt på 13 watt strømforbruk og en topp på 25 watt. I mellomtiden, Intels mer tradisjonelt utformede Merom Core 2 Duo LV L7700— den nærmeste konkurrenten på den tiden — kunne bare kjøre på 1,8 GHz med maks 17 watt.
Tidlig året etter kjøpte Apple stille PA Semi, med mange i teknologipressen som spekulerte i at Apples Hensikten var å sette det nyervervede talentet i arbeid på brikker laget for fremtidige mobile enheter, som iPod og iPhones. Så kom en lang periode med stillhet som har vart til nå.
CPU/GPU-hybrider i dag
Nå har vi Apple A4, et helt nytt design for en SoC produsert og eid av Apple, som bruker den samme ARM-arkitektur som driver iPhone. A4 kjører på 1GHz og skal visstnok hjelpe iPad med å oppnå en maksimal batterilevetid på 10 timer, takket være dens tette plassering av kretser og liten formfaktor. Ved å integrere en CPU med en GPU følger den i fotsporene til andre energieffektive SoC-prosessorer, som Nvidias Tegra.
Inntil nylig var CPU og GPU til en datamaskin separate deler av maskinvare, ofte funnet på forskjellige kort eller plassert langt fra hverandre på samme hovedkort. Gjennom SoC-er og mer ambisiøse design er det gjort forsøk på å smelte de to komponentene sammen.
Intels Larrabee-prosjektet prøvde å knytte en GPU så tett til en av sine egne fremtidige stasjonære/bærbare CPUer at en diskret GPU ikke bare ville bli foreldet, men umulig å legge til denne designen. Tragedien rammet, og Intel gikk glipp av sine benchmarks. Nå er Larrabee redusert til en slik grad at den aldri vil se en bred utgivelse.
Intel hadde et annet prosjekt i ermene, en SoC som koblet Atom CPU til en GPU for LG-merkede smarttelefoner, kalt Moorestown. Men det prosjektet har nettopp blitt vist frem på CES og er fortsatt et stykke unna butikkene.
Nvidias Tegra, derimot, har sett applikasjoner i bærbare mediaspillere, den Google Chrome OS-basert netbook, og Boxee Box. Mens alle disse produktene er interessante design, er Nvidia bare en brikkesettleverandør. Den kan ikke diktere de nøyaktige spesifikasjonene til noen av disse enhetene utover det som leveres av dens egen Tegra.
Nye grenser fremover
Med A4 opprettholder Apple fortsatt sitt langvarige forhold til ARM samtidig som det leverer ytelse, med et design som ingen konkurrent kan bruke i sine egne produkter. Mer til poenget, A4 setter en veldig kritisk del av Apples iPad under sin egen kontroll. Og det trekket er enestående.
Går tilbake til de tidligste dagene av Macen, valgte Apple Motorolas 68k-serie med brikker for å drive Mac-ene fordi de ga bedre ytelse enn Intels tilsvarende teknologi. På begynnelsen av 90-tallet, selskapet. migrerte Mac-ene til PowerPC-arkitekturen da Motorola ikke kunne levere en 68k-prosessor så rask og like energieffektiv som Intels Pentium-serie. Så, da de store leverandørene bak PowerPC-en ikke klarte å holde tritt med Intels Pentium IV og AMDs Athlon-serier, byttet Apple sine Mac-er nok en gang – denne gangen til Intels egen Core-serie.
I dag er Mac-er fortsatt avhengig av Intels spesifikasjoner. Hvis Intel ikke kan holde tritt, må Apple finne enda en leverandør for CPUer. Men nå, med iPads A4, har Apple demonstrert en nytt alternativ: Den har muligheten til å ta eksisterende design og gjenbruke dem for å gi sine egne produkter bedre ytelse enn konkurranse.
Det er ekstremt usannsynlig at Apple kan utnytte. ARM-arkitektur for Mac, ettersom disse prosessorene er spesielt laget for enheter med lav effekt, ikke høyytelses arbeidsstasjoner eller generell databehandling. Imidlertid, hvis det kunne gjøre fremskritt gjennom patenter og krysslisensavtaler, kan det hende at Apple en dag kan gjøre dette med en annen arkitektur, for eksempel den nå-standarden x86-64.
Mens dette passer godt med Tim Cooks erklæring at Apple tror på å kontrollere teknologiene som driver sine egne produkter, har vi fortsatt lenge langt unna å gå tilbake til tiden da en leverandør laget hver enkelt komponent på datamaskinen seg selv. Økonomisk sett er det ikke fornuftig for én produsent å ha den slags overhead. Det er slik prisene forblir lave, og hvorfor IBM ikke produserer hver enkelt komponent på PC-en helt av seg selv.
Men det viser en lysere fremtid for Apple, og mange i denne bransjen har blitt rystet over mulighetene. Mens ideen om at Apple utøver enda mer kontroll over produktene sine er en fascinerende mulighet, er det også en understrøm av bekymring. Et Apple som har fast kontroll over hver komponent i enhetene sine, har potensiale for storhet – men med stor kraft følger stort ansvar.