Il futuro dei PC tra ARM, x86, l'esempio di Apple e Windows

Il ruolo di ARM nel mercato dei PC

Nella meravigliosa cornice dell'isola di Maui, come accade da alcuni anni a questa parte, Qualcomm raccoglie partner, clienti e stampa per il proprio Snapdragon Summit. Questo evento è occasione per l'azienda americana di mostrare quelle che saranno le architetture attese per l'anno a venire nei prodotti destinati al mercato consumer.

Se parliamo di Qualcomm viene naturale pensare agli smartphone: del resto l'azienda di San Diego è presente nella maggior parte dei dispositivi basati su sistema operativo Android, con legami molto forti e consolidati da anni con tutti i player. Non solo SoC, però: non dobbiamo dimenticare che la storia di Qualcomm è basata sul mondo delle telecomunicazioni e quindi su tutto quello che è connettività dati per i dispositivi mobile. Non per altro, del resto, Qualcomm è stata negli anni passati tra le principali promotrici delle connettività ad elevata velocità, con un ruolo cruciale nella diffusione delle reti 5G.

Ma Qualcomm, soprattutto ora, non è solo smartphone. Questo è un mercato ormai consolidato per l'azienda, nel quale continua ad evolvere con nuovi prodotti della famiglia Snapdragon e che vede l'ultimo arrivato Snapdragon 8 Gen 3 candidato a pilotare la maggior parte degli smartphone Android top di gamma che debutteranno sul mercato tra fine 2023 e inizio 2024.

E' per questo motivo che la vera chiave di lettura di questo Snapdragon Summit 2023 è da ritrovare non nei chip per gli smartphone, ma in un nuovo prodotto che punta con un'architettura nuova e per certi versi rivoluzionaria a cambiare il mercato delle soluzioni PC. Si tratta di Snapdragon X Elite, il primo SoC dell'azienda americana figlio dell'acquisizione di Nuvia del 2021 e soprattutto soluzione che si candida a cambiare, nelle intenzioni di Qualcomm, il mercato dei personal computer.

Perché Snapdragon X Elite può essere un punto di rottura

Di questo nuovo chip vi ho parlato nel report degli annunci della prima giornata dello Snapdragon Summit, in questo articolo. Integra al proprio interno 12 core custom, chiamati con il nome di Oryon e che sono stati sviluppati internamente in Qualcomm da quello che è l'ex team Nuvia. Questo nome non deve giungervi nuovo: si tratta di una startup, acquisita da Qualcomm a inizio 2021, che aveva sviluppato un core di CPU con set di istruzioni ARM dotato di un livello di prestazioni elevatissimo bilanciato da una efficienza da record.

Il core Oryon, implementato per la prima volta in Snapdragon X Elite ma che nel 2024 troverà la strada anche dei prodotti destinati agli smartphone, vanta un livello di prestazioni estremamente elevato al punto da rivaleggiare, con successo e con consumi inferiori stando ai dati forniti da Qualcomm, non solo con le proposte concorrenti Intel e AMD basate su architettura x86 ma anche rispetto ai SoC custom che Apple adotta nei propri prodotti.

La scelta di Qualcomm è chiara: con Oryon, e con le future evoluzioni che vedremo nei prossimi anni, si vuole andare a guadagnare una presenza forte nel mercato dei PC notebook con sistema operativo Windows. Non è questa una novità per l'azienda americana, che da anni propone propri SoC da utilizzare in notebook. Inizialmente il concetto portato avanti era quello di far leva sulla migliore efficienza energetica dell'architettura ARM, con prodotti in grado di operare continuativamente senza alimentazione di rete per un periodo di tempo ben superiore alle canoniche 8 ore della giornata lavorativa.

Quella elevata efficienza energetica si è però sempre scontrata, in questi anni, con due problematiche: da un lato le prestazioni, non sempre all'altezza di un confronto con le CPU x86. Dall'altra la compatibilità software, con molti compromessi che venivano richiesti per poter sfruttare questi sistemi ARM con molte applicazioni sviluppate nativamente per ambiente x86 e in quest'ultimo da sempre presenti. Il modesto successo raccolto sino ad oggi da Qualcomm con le proprie soluzioni ARM per il mondo dei PC, che si concretizza in una quota di mercato al lumicino, può far pensare che la storia si ripeterà anche con Snapdragon X Elite pur se forte dei nuovi core Oryon. C'è però un precedente che lascia pensare che l'evoluzione possa finalmente essere diversa: basti vedere cosa ha fatto Apple negli ultimi anni.

La svolta di Apple ha segnato la strada

Apple ha per lungo tempo portato avanti un approccio ibrido, utilizzando SoC con architettura ARM da lei sviluppati per i dispositivi mobile (smartphone e tablet), servendosi di processori Intel con architettura x86 per le differenti famiglie di notebook e workstation. Da alcuni anni Apple ha però scelto la strada dell'unificazione, migrando ad architettura ARM tutti i sistemi PC abbandonando quella x86.

Alla base di questa decisione una semplice considerazione: Apple è stata capace di sviluppare propri chip con architettura ARM basati su design custom e capaci di offrire un livello di prestazioni estremamente elevato, bilanciato per giunta da un'efficienza energetica ai massimi livelli. Potendo controllare completamente il proprio ecosistema tra hardware e software, Apple è stata in grado non solo di sviluppare una versione del proprio sistema operativo per dispositivi PC nativo per i nuovi SoC basati su architettura ARM, ma anche di gestire al meglio la fase di progressiva migrazione da x86 a ARM attraverso Rosetta 2, il proprio toll di conversione delle applicazioni da x86 a ARM.

Apple ha tracciato una direzione di mercato molto chiara, portando una storia di successo: la migrazione alle architetture SOC ARM è stata rapida, relativamente indolore e soprattutto in grado di far raggiungere livelli di prestazioni ed efficienza energetica mai visti prima. L'esempio è ben definito, si tratta per Qualcomm di farlo proprio.

Prestazioni vs autonomia

Perché migrare il mondo dei PC client, notebook ma in prospettiva anche desktop, all'architettura ARM? Qualcomm ci ha provato da molti anni a questa parte per espandere la propria presenza in un mercato che non l'ha vista partecipe così come invece avviene in quello degli smartphone.

Oltre a questo, l'architettura ARM ha da sempre permesso di ottenere livelli di efficienza energetica molto elevati: venendo dai device mobile questo pare quasi scontato. Dove ARM ha mancato sino a non molto tempo fa è sul piano delle pure prestazioni velocistiche richieste ad una piattaforma notebook. Apple ha però dimostrato che questo non è più un problema e le caratteristiche tecniche del core Oryon di Qualcomm lasciano facilmente immaginare che sarà così anche per i prodotti basati su tecnologia dell'azienda di San Diego.

Se osserviamo con attenzione come Intel e AMD si sono mosse in questi anni con le proprie piattaforme notebook è evidente una direzione comune: incrementare le prestazioni velocistiche mantenendosi all'interno di un ben preciso range di consumi e in questo modo garantendo una adeguata autonomia di funzionamento con batteria.

In alcuni casi questo lavoro ha portato ad ottimi risultati, quando Intel e AMD sono state capaci di lavorare al meglio con i produttori responsabili della definizione e della costruzione degli specifici notebook venduti sul mercato. In altri casi il risultato non è stato di certo così brillante ed encomiabile, con notebook indubbiamente potenti ma poco adatti ad essere utilizzati per lungo tempo lontano dalla presa di corrente.

E' possibile ottenere prestazioni e autonomia con architettura x86? La risposta è si, ma questo richiede un lavoro congiunto con i produttori di notebook che non sempre viene portato a termine nel miglior modo possibile. Con Apple è tutto più semplice, in quanto controlla appieno la produzione dei notebook gestendone la configurazione nei minimi dettagli e a un livello che non è quasi mai accessibile per AMD e Intel. Tornando a Qualcomm viene da domandarsi se la relazione di quest'azienda con i produttori di notebook che si sono dichiarati interessati a sviluppare sistemi Snapdragon X Elite sarà simile a quella messa in atto da Apple con i propri sistemi, o più vicina al tipico comportamento in atto nel mondo dei PC portatili con architettura x86.

L’elefante nella cristalleria: Microsoft

Se prendiamo Apple come esempio di una transizione verso le architetture di CPU ARM anche nel mondo dei client PC, non possiamo non parlare di Microsoft. Il sistema operativo Windows è quello che viene utilizzato per la maggiore nei sistemi PC ed è difficile ipotizzare che lo scenario possa in qualche modo cambiare nel corso dei prossimi anni.

Microsoft è quindi fondamentale per il successo delle architetture ARM nel mondo dei PC, e questo è stato ben testimoniato dalla stessa Qualcomm in occasione dello Snapdragon Summit: non è mai mancata occasione per rimarcare quanto fosse importante la partnership con l'azienda di Redmond.

In questi anni Microsoft ha sviluppato una versione del proprio sistema operativo Windows compatibile con il set di istruzioni ARM, ed è questa che Qualcomm ha utilizzato per i sistemi notebook basati su propri SoC. Se fino ad oggi la migrazione verso soluzioni ARM nel mondo dei PC notebook non ha funzionato come sperato è anche per responsabilità di Microsoft, chiamata a prendere una decisione chiara in favore di questa piattaforma senza forse esserne pienamente convinta. O forse, frenata dall'ecosistema x86 che negli ultimi 30 anni ha contribuito attivamente a creare e far crescere.

Microsoft è chiamata a una maggiore attenzione verso il mondo ARM nei client e il successo commerciale di queste piattaforme, se ci sarà, sarà sicuramente legato a filo doppio con le scelte di quest'azienda. Questo passa attraverso una maggiore compatibilità con le varie applicazioni in commercio, ad un supporto diretto a favore degli sviluppatori e più in generale ad un approccio simile a quanto adottato da Apple quando ha scelto di migrare tutte le sue architetture a soluzioni ARM.

Alla fine è tutta una questione di software

In ultima analisi è forse marginale che un'architettura sia più efficiente dell'altra; sicuramente è ancor meno importante che sia veloce. La chiave di volta è la compatibilità software, cioè la disponibilità di applicazioni native che rispondano al meglio alle necessità dei consumatori.

Un notebook deve garantire buone prestazioni, se possibile elevata autonomia di funzionamento con batteria ma più di tutto saper funzionare bene con i software che gli utenti utilizzano ogni giorno. Sino ad oggi l'ambiente Windows for ARM non è stato in grado di rispondere alle necessità di tutti i consumatori e questo ne ha decretato il ridotto successo di mercato.

L'architettura Oryon di Qualcomm potrà cambiare questa tendenza? Da quanto visto in occasione dello Snapdragon Summit la risposta sembra essere un timido si, con però alcune condizioni fondamentali che si dovranno verificare. Il grosso del lavoro spetta ora a Microsoft, che dovrà investire sempre più in Windows for ARM al punto da renderlo perfettamente sovrapponibile alla soluzione per CPU x86. Serve anche una soluzione alla Rosetta 2, che permetta di utilizzare applicazioni x86 in modo rapido anche in ambiente ARM per tutti quei programmi che non sono ancora disponibili in modo nativo. In questo Qualcomm è molto fiduciosa, proprio in virtù delle eccellenti prestazioni dimostrate dai core Oryon.

Intel e AMD cosa faranno? Di certo non sono ai confini ad osservare le mosse prima di Apple e poi di Qualcomm e degli altri: l'evoluzione tecnologia continua imperterrita e forse è presto per decretare l'architettura x86 come finita nel mondo cloud. Dati alla mano, del resto, rimane quella dominante nel mondo dei PC. Proprio in questi giorni si vocifera che tanto AMD come NVIDIA stiano lavorando a proprie CPU con architettura ARM, che vedranno la luce nel 2025.

Se me lo chiedete la risposta è si: il mercato dei PC, dato più volte per morto, è oggi più vivo e combattuto che mai. E a beneficiarne sono tutti i consumatori, che possono avere a disposizione sistemi sempre più potenti, curati ed efficienti.