チップのカスタマイズ、コアライセンスがプロセッサビジネスをどのように変えるか

プロセッサテクノロジのこの驚くべき開発のラウンドでは、NvidiaとIBMがそれぞれプロセッサコア（Kepler GPUとPower CPUコア）のライセンスを決定し、他社がこれらのコアを自社製品に含めることを許可していることがわかります。

これは大きな変化です。 これまで、GeForce GPUが必要な場合はNvidiaから購入する必要があり、Power CPUが必要な場合はIBMから購入する必要がありました。 これで、他のプロセッサベンダーや最終顧客でも、これらのコアを独自のカスタムまたはセミカスタム製品に含めることができます。

プロセッサまたはグラフィックスのコアの形で知的財産のライセンスを取得することは新しいことではありません。 ARMはCPUコアとアーキテクチャの販売で巨大なビジネスを行っており、イマジネーションテクノロジーズはグラフィックコアとテクノロジを販売することでビジネスを構築しました。 最近では、それぞれが他のビジネスに参入しています。 ARMのCPUライセンスには、ほぼすべてのモバイルプロセッサメーカー（Apple、Qualcomm、Samsung、Nvidia、Mediatekなど）が含まれます。基本的にはIntelを除く全員です。 ImaginationのPower-VRグラフィックスは、Apple、Intel、およびその他の多くにライセンスされており、Imagination、ARMのMali、およびVivanteのグラフィックスは、ほとんどのモバイルプロセッサ（独自のグラフィックスを所有する企業のものを除く）に対抗しています。 CPUとグラフィックス用のライセンスが簡単なコアの結果、合理的な量の互換性を備えた非常に多様な完成したプロセッサを見てきました。

NvidiaはARMのライセンシーであり、ARMのCPUテクノロジーと独自のグラフィックステクノロジーを組み合わせて、Tegraのモバイルプロセッサー製品ラインを構築しています。 数週間前、NVIDIAは、ケプラーGPUアーキテクチャーを移植して、ARM CPUを搭載したシステムで動作することを実証しました。 （同社はTegraであまり強力ではないグラフィックを使用してきました。このアップデートは、同社の近々リリースされる「ローガン」バージョンの一部であり、CUDA GPGPU処理機能をサポートする最初のモバイルプロセッサになります。）現在では、GPUコアとそのビジュアルコンピューティングの知的財産の権利がライセンスされるため、顧客は独自のGPUを作成できます。

おなじみの音？ これは、NvidiaがPlayStation 3用に初期のGPUコアをSonyにライセンス供与し、Intel（大手ベンダーに共通）の特許ライセンスを保有しているためです。 しかし、新しいライセンス計画は主に他のモバイルプロセッサベンダーと成長中の組み込み市場を対象としているようです。Nvidiaは、ケプラーがわずか0.5ワットの電力で動作する方法に焦点を当てています。 Nvidiaは以前、GPUとARM CPUを組み合わせたサーバーチップを作成する意向を発表していました。 これにより、理論的には他の企業も同様のことができるようになります。

今週、IBMは、同社がハイエンドサーバーやメインフレーム用のチップで開発に使用するPowerテクノロジーを提供すると発表した。 IBMは、Google、Mellanox、Nvidia、Tyanとともに、Powerアーキテクチャとサーバー、ネットワークストレージ、グラフィックテクノロジーを拡張して、非常に大規模なデータセンター向けのソリューションを作成することを目的としたOpenPowerコンソーシアムを設立していると述べた。

IBMが最初にライセンスするPowerアーキテクチャはPower 8で、これは今月後半にHot Chipsカンファレンスで発表し、2014年に出荷を開始する予定です。Power8には、Coherent Attached Processorとして知られる新しい高度なI / Oバスが含まれますインターフェース（CAPI）。IBMによると、異種コンピューティングのためにPowerコアを他のシステムコンポーネントと簡単に組み合わせることができます。

「Web 2.0」スケールアウトデータセンターに適した方法で、組織が最初に複数のPower CPUとNvidia GPUをより簡単にリンクできるようにし、最終的には標準のIntelサーバーに代わるものを作成できる特殊なプロセッサを許可します。 現在のサーバー市場では、Intelベースのサーバーがユニットの約90％を占めていることを思い出してください（ただし、x86以外のサーバーはほとんどがハイエンドで高価な製品であるため、収益の約3分の2しかありません）。 IBM独自のPowerベースのサーバーは、ますますニッチプレーヤーになりつつあり、同社はより多くのユーザーをPowerアーキテクチャに接続して関連性を維持し、アーキテクチャへの継続的な投資を正当化する必要があります。

IBMとNvidiaを一緒に見るのは特に興味深いです。 Power CPUをCUDAグラフィックスと組み合わせて、各企業がすでに重要な役割を果たしている高性能コンピューティング（HPC）またはスーパーコンピューティング市場で意味のあるサーバー製品を作成することを想像できます。 また、メラノックスの相互接続の専門知識は、その市場でも役立ちます。

ただし、テクノロジーが急速に動いており、最近大きく急成長している市場になっている大規模なデータセンターに焦点が当てられています。 企業は、これらの種類のアプリケーション向けにカスタマイズされたシステムオンチップ（SoC）設計を理論的に作成できると考えています。

大部分の顧客はしばしば独自のソフトウェアを作成するため、これは簡単です。 Google、Facebook、またはMicrosoftは、Webサーバーやデータベースサーバーなどの非常に大規模なクラウドデータセンターのソフトウェアの一部を、ベンダーや内部アプリケーションが豊富な一般的な企業よりも簡単に別のアーキテクチャに書き換えることができます。 もちろん、その同じ概念は、主にそのような環境で電力を劇的に削減するように設計された多くのARMベースのサーバーチップの最近の発表の背後にあります。

OpenPowerコンソーシアムへのGoogleの関与は特に興味深いものです。 同社はほとんどデータセンターに対して非常に秘密のアプローチを採用しており、独自のサーバーを構築していると考えられています。 それは十分に大きく、十分なサーバーを使用するため、Web検索などの特定のアプリケーションにカスタマイズされたサーバーチップを作成する、または誰かに作成させる余裕があります。

これは、OpenCompute Projectなど、データセンターサーバー市場を揺るがすように設計された他の動きを補完するものでもあります。

ここでのIBMの動きは、前例のないものではありません。 IBM、Apple、MotorolaがPowerアーキテクチャを採用してPowerPCを作成することに同意したときのことを思い出します。PowerPCは数年間繁栄しましたが、AppleがMacノートブックをIntelアーキテクチャに移行するとほとんど崩壊しました。 そして、Powerアーキテクチャを組み込みスペースを含むより広範な市場に持ち込むように設計された長年のPower.orgがあります。 過去数年間で力が失われつつあり、IBMはその新しいライセンスモデルが、特にデータセンター市場での好転に役立つことを期待しています。

確かに、より多くの競争は通常、新しいイノベーションにつながり、1つのプレーヤーが90％のユニットを提供する市場が競争に熟しているように聞こえます。

もちろん、ある程度まで、現職のx86サーバーメーカーも静止していません。 サーバー市場でIntelに2番目に遠いAMDは、x86ベースのサーバーと同様にARMベースのサーバーを作成する意向を発表しました。 そして、将来は「セミカスタム」チップを作成し、コアを取り、他のIPを追加して大規模な顧客向けのカスタムソリューションを作成することにあるという考えを前進させるのに非常に力強いものでした。 ここでの初期の勝利はゲーム機でのものでしたが、サーバー市場でこれを想像するのは容易ではありません。

Intelは、次世代のデータセンターチップの発表中に、特定の機能用の特定のアクセラレータなどの機能を備えた大規模顧客向けに、Xeonサーバーチップのセミカスタムバージョンを作成する方法について話しました。 同社は顧客としてFacebookとeBayに言及した。

繰り返しますが、最大の、最も技術的に洗練された顧客にとって、これが理にかなっていることを想像できます。専用のチップと書き換えまたは少なくとも新しいプラットフォームでのソフトウェアのテストの費用は、実際にデータセンターを運用する費用よりはるかに少ないです。 しかし、これはどのくらいの市場なのでしょうか。 各カスタムチップは、共通のコアとグラフィックスを使用して作成された場合でも、マスク、ウエハー、テストは言うまでもなく、ある程度の設計時間を必要とするため、多くの量産チップよりも生産コストが高くなりますより大きな規模の経済。

業界の解体におけるもう1つのステップと考えることができると思います。 むかしむかし、プロセッサ業界は、独自のコアIPを作成し、フルチップを設計し、独自のファブで構築し、それを顧客に販売する統合設計メーカー（IDM）に支配されていました。 今日、そのビジネスに残っているのはインテルだけで、それほどではありませんがサムスンとTIだけです。 次の段階では、より重要なIPおよびチップ設計を監督したが、製造は他の人に任せたチップ設計者を見ました。 今日の支配的なモデルは、ファブレス半導体企業とチップファウンドリです。 おそらく次の段階は、顧客自身が他の人が設計したIPを取得し、外部の会社が望むように一緒に平手打ちし、それからファウンドリにそれを作らせて、チップ設計のほとんどを完全に切り捨てることです。 このようなモデルでは、大きな勝者はIPデザイナーであり、大きな敗者はチップをまとめて、さまざまな目的で多くの異なる顧客に販売した中堅企業です。

一方で、ほとんどの人に十分なサービスを提供する比較的少数のチップの市場が常に存在し、それらの膨大な量のために安価になると考えるのは仕方ありません。

それでも、最近NvidiaやIBMで見たような動きや、AMDやIntelのような企業からのカスタマイズへのより大きな開放性は、より多様性をもたらし、プロセッサの世界でより多くの選択肢をもたらすはずです。 そしてそれは、イノベーションにとってのみ良いことです。