Apple застала всех врасплох

Можно возмущаться, мол, 64-разрядные процессоры в мобильном их применении — лишь маркетинговая уловка. Но тогда скажите, почему все вокруг выпускают смартфоны на базе четырехъдерных кристаллов, а с недавних пор — и восьмиядерных, ведь подавляющее большинство мобильных приложений эксплуатируют от силы два вычислительных ядра? Ответ прост: разработчики попросту ленятся внедрять истинный параллелизм в софтверные изделия, отдавая управление многопоточностью, если таковая получится, на откуп операционной системе. Опять же многоядерность, востребованная для завязанных на многозадачности настольных платформах, на смартфонах нужна в редких случаях: обычно пользователь интенсивно работает с одним приложением. Кажется, 64-разрядность ждет куда более светлое будущее.

Когда Apple представила iPhone 5S и его процессор A7, отрасль взбудоражилась 64-разрядной сутью последнего. Ну и каждый поспешил высказаться на этот счет. Так, Qualcomm заявила, мол, 64-разрядность не более чем маркетинговый трюк (впрочем, позже от своих слов она отреклась), а Samsung, напротив, сообщила, что готовит к выпуску 64-разрядный кристалл.

Но, как выясняется, индустрия была попросту застигнута врасплох анонсом A7 — никто ничего подобного не ожидал. По словам анонимного источника в Qualcomm, «64-разрядный Apple-чип поразил не только нас, но и всех прочих. Мы попросту разинули рот, будучи ошеломленными, неподготовленными. Пусть сейчас говорить о серьезном подъеме производительности не приходится, ибо программное обеспечение еще не подготовлено к такому переходу, однако теперь каждый хочет вырваться из 32-разрядности».

Утверждается, что переключение на 64-разрядную архитектуру — логический шаг вперед, который должен был рано или поздно, но обязательно произойти. Однако никто не думал, что Apple прыгнет вверх так скоро: «Мы были застуканы словно со спущенными штанами. Да, есть склонность преуменьшать значение A7, но всё равно он посеял панику в отрасли».

Всё это случилось три месяца назад, а сейчас каждый игрок мобильной отрасли изыскивает пути воплощения 64-разрядных процессоров, надеясь их предложить к середине 2014 года. К несчастью для производителей Android-устройств мобильная Google-платформа на данном этапе на поддерживает 64-разрядный код. Опять же Apple обновила не только саму операционную систему iOS, но и все ее встроенные приложения, а также упростила для разработчиков сторонних программ переход на 64-разрядную архитектуру.

Если говорить конкретно о Qualcomm, ей придется приложить обилие усилий для миграции на 64-разрядность. Всё просто: Apple разрабатывает только один процессор каждый год — Qualcomm должна создавать множество проектов таких кристаллов, каждый с определенными тонкостями и настройками, нужными для удовлетворения потребностей различных производителей мобильных устройств. Впрочем, уже анонсирован 64-разрядный чипсет Snapdragon 410 на базе микроархитектуры ARM Cortex-A53.

Не особо вникающие в детали обычно заявляют, что 64-разрядность востребована лишь тогда, когда речь идет о работе с оперативной памятью за пределами 4 Гбайт без использования каких-либо надстроек и «костылей». Но столь большие объемы появятся в смартфонах и планшетах еще не скоро.

Более подкованные в технологических нюансах понимают, что 64-разрядность придаст дополнительную производительность на фоне экономии электроэнергии особенно двум типам приложений: трехмерным играм вроде Infinity Blade III и программам, интенсивно занимающимся вычислениями, типа цифрового иллюстратора Procreate и ди-джей системы Djay.

Вместе с тем преимущества 64-разрядных процессоров кроются и в других вещах.

Apple A7 опирается на 64-разрядный набор инструкций ARMv8, предложенный в октябре 2011 года. ARMv8 почти вдвое увеличивает число регистров общего назначения (с 16 до 31), что означает сокращение числа тактов процессора на обмен данными в памяти. ARMv8 включает больше регистров хранения данных, ускоренную математику двойной точности, встроенные криптографические возможности. Последние особенно востребованы, когда речь заходит о быстром доступе к защищенной файловой системе.

ARMv8 несет поддержку гипервизоров первого типа, то есть виртуальных машин, работающих напрямую на подлежащем оборудовании без необходимости в съедающей системные ресурсы эмуляции. Это важно, поскольку 64-разрядному процессору приходится обрабатывать унаследованный 32-разрядный код, и желательно делать это с такой же скоростью, как работают нативные приложения.

Всё это кажется бессмысленным в мобильном срезе, но далекие планы Apple вполне могут преследовать цель перевода Mac-компьютеров с Intel-процессоров на ARM-кристаллы — вот почему 64-разрядность здесь жизненно необходима. И экспериментировать с ней следует заранее.

Кроме того, не следует забывать об упрощении процесса разработки программ, точнее, их переноса из настольного Mac-окружения, которое уже давно встало на 64-разрядные рельсы, в мобильную iOS-среду: последняя в перспективе сможет предоставить пользователю весь ассортимент инструментов создания контента, который доступен на Mac-компьютерах. И еще: внутренняя структура 64-разрядных iOS-приложений почти идентична таковой для OS X-программ, вот почему можно создавать общую кодовую базу, которая без особых изменений будет работать в этих двух операционных системах.

Опять же с каждым днем растет давление унификации, когда пользователь желает владеть только одним устройством, способным выполнять все без исключения задачи. Особенно это востребовано в корпоративной среде, где разрешено эксплуатировать личный смартфон, но так, чтобы тот не мог вывести конфиденциальные рабочие данные за пределы компании. BlackBerry такую штуку уже провернула в составе мобильной платформы BlackBerry 10, способной отделять работу от личной жизни путем создания раздельных зашифрованных разделов на одном коммуникаторе. Microsoft пробует сделать нечто похожее в своих мобильных операционных системах — планшетной Windows RT и смартфонной Windows Phone, мигрируя на архитектуру, которая поддерживает отдельные разделы для приложений через заключение каждого в глубокую «песочницу», взаимодействующие между собой через сообщения.

С готовым к виртуализации процессором Apple может начать двигать iOS в сторону управляемой гипервизором среды «песочниц» — по аналогии с исследовательской операционной системой Microsoft Drawbridge. Быть может, iOS предложит безопасные разделы внутри операционной системы виртуальной машины, доступ к которым открывается через биометрический интерфейс Touch ID. В результате на том же iPhone могут храниться приложения и данные нескольких пользователей, которые надежно изолированы друг от друга благодаря аппаратному шифрованию.

Такой подход также позволит приложениям, написанным для унаследованных версий iOS, продолжать запускаться в отдельном разделе без необходимости поддерживать новейшие технологии безопасности. Подобная обратная совместимость наделит Apple потенциалом формирования более надежной, готовой к корпоративной среде iOS, причем без разрушения существующей софтверной экосистемы.

ARMv8 — мощная платформа, и разработчики Apple будут добавлять к ней фирменные функции. Это означает, что следующие поколения операционной системы iOS обзаведутся дополнительными возможностями, лежащими за пределами известных планов и технологий ARM. Полный контроль над разработкой своих процессоров предоставляет Купертино сильные преимущества перед лицом конкурирующих Android, Windows Phone, Windows RT и BlackBerry 10 — пусть даже они и опираются на фактически аналогичные мобильные вычислительные кристаллы.

Чтобы ни намечала Apple от перехода к 64-разрядности, не следует ждать каких-то по-настоящему интересных идей до момента появления iOS 8. Сейчас компания Стива Джобса нуждается в накоплении критической массы способных к виртуализации iOS-устройств, прежде чем таковая будет внедрена. Здесь прослеживается аналогия с Microsoft, которая в своем время взяла паузу, готовясь к широкой доступности Xeon-серверов, и только затем перевела все свои серверные решения в 64-разрядную плоскость.

Так когда же наступит та самая критическая точка? Здесь следует вспомнить, что многие владельцы «яблочных» изделий обновляют их каждые два года. Ну а пока нам будут предлагаться в общем-то скучные штуки вроде еще более быстрых процессоров и скорострельной видеографики.

В отдаленной перспективе, как уже говорилось выше, Apple попробует перевести Mac-компьютеры на ARM-микроархитектуру. Ключевым преимуществом ARM-чипов является их потрясающая энергоэкономичность, если сравнивать с таковой у Intel-процессоров при сравнимой производительности, — прямым следствием выступает длительная автономность устройств на одном заряде аккумуляторов. Впрочем, решения Intel уже демонстрируют чудеса энергосбережения: 13-дюймовому MacBook Air на процессоре Intel Ivy Bridge по силам продержаться до 12 ч без подзарядки, занимаясь непрестанным веб-серфингом.

Конечно, переезд Mac-компьютеров на другую вычислительную микроархитектуру будет сопровождаться изрядными трудностями по преобразованию x86-кода операционной системы и приложений в ARM-код. Существующие программы OS X не смогут напрямую выполняться на ARM-процессорах, поэтому возникнет необходимость в виртуализации или ином решении. В истории Apple подобное уже имело место быть дважды: в ходе перехода от процессоров Motorola 6800x0 к PowerPC (использовался программный эмулятор Mac 68k) и переключения с PowerPC на Intel (применялся динамический двоичный транслятор Rosetta).

Главной целью миграции на ARM-кристаллы выступает желание Apple стать полностью вертикально ориентированным производителем, не зависящим от настроений партнеров и управляющим всеми без исключения основными компонентами своих изделий. Кроме того, владельцы устройств на iOS и OS X наконец-то обретут целиком бесшовное взаимодействие между ними.

В наши дни Apple частенько подвергается нападкам критиков: якобы Купертино не предпринимает никаких новационных усилий. Однако люди часто забывают, что большинство перспективных решений не всегда видны потребительскому взору, и 64-разрядность — одно из таких. Как видим, из казалось бы тривиального шага Apple удалось раздуть невероятную проблему для конкурентов, которым приходится в срочном порядке менять стратегию развития.

© СОТОВИК