Por que a arquitetura x86 nunca vai competir com a arquitetura ARM em sistemas embarcados?

- por Sergio Prado

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A Intel vem tentando, há um bom tempo, entrar no mercado de chips para sistemas embarcados com sua arquitetura x86. E tem tido dificuldades, apesar do esforço na área maker com plataformas como a Edison e a Galileo. Por exemplo, veja a notícia recente onde duas das principais linhas baseadas no Atom para smartphones e tablets foram descontinuadas.

Por que será?

intel-vs-arm

Assim como tudo na vida, não existe uma bala de prata para a fabricação de chips, uma solução simples que resolva todos os problemas. Desta forma, muitos fatores são levados em consideração durante o desenvolvimento do chip, incluindo performance, consumo de energia e custo de fabricação. E alguns destes fatores são conflitantes.

Por exemplo, quanto maior o foco na performance do chip, maior será o consumo de energia. Da mesma forma, quanto maior o foco em diminuir o consumo de energia, menor será a performance do chip. E então decide-se quais características priorizar baseando-se principalmente no mercado-alvo do chip.

Tradicionalmente, a Intel produz chips cujo foco principal é performance, já que seu mercado-alvo são computadores pessoais e servidores. Então fica a pergunta: será que é possível aplicar esta mesma solução em mercados onde a performance não é tão importante quanto outros fatores como custo e consumo de energia?

Minha opinião? A Intel nunca vai entrar forte neste mercado com a arquitetura x86. Porque? Consumo de energia, modelo de negócios e ecossistema.

CONSUMO DE ENERGIA

A arquitetura ARM é muito mais eficiente com relação ao consumo de energia, por diversos fatores.

A arquitetura ARM possui uma quantidade reduzida de instruções (RISC), quando comparada a arquitetura x86 (CISC). Poucas instruções significam menos espaço ocupado em silício. E instruções menos complexas significam uma quantidade menor de passos para o núcleo decodificar as instruções. Estes fatores contribuem para um consumo menor de energia.

A quantidade de pipelines também pode influenciar no consumo (quanto mais pipelines maior o processamento, e consequentemente maior o consumo). A arquitetura ARM possui comparativamente menor quantidade de pipelines que a arquitetura x86.

O fato de chips ARM incorporarem mais funcionalidades em um único chip (SoC) faz com que os componentes de hardware fiquem mais próximos, ajudando no baixo consumo. Além disso, boa parte dos componentes de hardware podem ser desligados individualmente, facilitando o gerenciamento de energia pelo sistema operacional.

Não podemos esquecer também o fato de chips ARM rodarem com um clock menor, contribuindo com o baixo consumo.

Na prática, é muito mais fácil fazer um chip que tenha baixo consumo se você não se preocupar, no mesmo nível de prioridade, com a performance. É aí que a arquitetura ARM ganha.

MODELO DE NEGÓCIOS

A empresa ARM tem um modelo de negócios extremamente interessente.

Eles basicamente vendem (na verdade licenciam) propriedade intelectual. Fabricantes de chip como Qualcomm, NXP e Texas Instruments licenciam e fabricam seus chips.

A empresa ARM sai ganhando, porque mantém o foco na produção de propriedade intelectual (IP – Intelectual Property), e não se preocupa em fabricar e concorrer no mercado de chips. E os fabricantes de chips tem acesso a IPs extremamente customizados para sistemas embarcados, e podem se diferenciar nas características do SoC que irão produzir. E como a concorrência é grande, uma forma de diferenciar é produzindo chips extremamente baratos. No final, todos saem ganhando.

Como uma única empresa (Intel) consegue competir com centenas de empresas que licenciam ARM em um mercado extremamente competitivo? Difícil!

ECOSSISTEMA

Por fim, como competir com o ecossistema de hardware, software e ferramentas disponíveis para ARM em sistemas embarcados?

Ambientes de desenvolvimento, compiladores, ferramentas de depuração, sistemas operacionais, etc. A arquitetura x86 pode reinar no universo do PC, mas no mundo de sistemas embarcados e dispositivos móveis, o ecossistema de software e hardware disponível para ARM é muito maior!

FUTURO

A tecnologia evolui muito rápido, e é lógico que é impossível prever o que pode acontecer daqui a alguns anos.

Minha percepção no momento é de que a Intel vai continuar patinando enquanto tentar resolver problemas diferentes utilizando as ferramentas e soluções de sempre. Enquanto isso, a empresa ARM vem forte para abocanhar uma parte do mercado de netbooks e servidores, dominado pela Intel, com a arquitetura de 64 bits (ARMv8).

Fica no ar ainda a questão da compra da ARM pela Softbank. Será que a SoftBank pode modificar o modelo de negócios da empresa ARM?

Quem viver, verá!

E você, o que acha?

Um abraço,

Sergio Prado

  • Diego Sueiro

    Ótimos pontos levantados.
    Mas para mim o ponto crítico em relação a Intel está na política de longevidade do produto.
    Até uns 2 anos atrás eu tinha a informação que a Intel garantia o fornecimento de PNs embedded no máximo 7 anos. Isso é um impeditivo em diversos mercados.
    Outra coisa. Não sei como é a política de samples, que dependendo pode dificultar bastante também.

    • Boa Diego! Apesar da minha análise ter focado na arquitetura (x86 x ARM) ao invés da empresa (Intel x NXP x TI x etc), a política de longetividade é realmente importantíssima no mercado de sistemas embarcados. Um abraço!

  • Muito bom o artigo. Algo que deve ajudar eles são os computadores industriais como os utilizados pela Siemens e Advantech, mas não entra no mérito de Sistemas Embarcados como dito.

    Mas acho que eles também tiveram esta mesma percepção sua Sergio.

    https://newsroom.intel.com/editorials/accelerating-foundry-innovation-smart-connected-world/

  • Recentemente estava lendo sobre a história da ARM, desde quando estavam fabricando processadores para um projeto educacional no Reino Unido até quando como ela se tornou o que conhecemos hoje. Eu concordo com a sua leitura do mercado porque de fato o modelo de negócio da ARM é sensacional em sua versatilidade, além da própria arquitetura em si, claro.

  • DAVY LUIZ

    Analise coesa, de fácil compreensão e leitura agradável . não foi pretensioso ao analisar as capacidade que a Intel tem de solucionar os problemas que enfrente neste mercado onde já existem gigantes monstruosos . a parte que eu achei mais interessante do texto foram as conclusões finais “A tecnologia evolui muito rápido, e é lógico que é impossível prever o que pode acontecer daqui a alguns anos.

    Minha percepção no momento é de que a Intel vai continuar patinando enquanto tentar resolver problemas diferentes utilizando as ferramentas e soluções de sempre. Enquanto isso, a empresa ARM vem forte para abocanhar uma parte do mercado de netbooks e servidores, dominado pela Intel, com a arquitetura de 64 bits (ARMv8).” nos leva a pensar em muitas coisas algo como….” Humm a Intel quer se meter no nosso mercado? vamos dar uma olhada no mercado dela..” hahahaha parabéns ganhou um leitor..

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