เมื่อมือถือเร็วกว่าคอมพิวเตอร์

ARM เมื่อมือถือเร็วกว่าคอมพิวเตอร์0

จากบทความก่อนหน้า “จุดจบยุคแห่งความเร็ว สู่คำว่า ประหยัดพลังงาน” เป็นการกล่าวถึงกฏของมัวร์  (Moore’s Law) ที่ทำนายถึงการพัฒนาการอันรวดเร็วของ cpu ที่จะมีความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นเท่าตัวเรื่อยมากว่าสิบปี จนถึงวันนี้ วันที่กฏของมัวร์อาจจะไม่สามารถนำไปใช้กับความเร็วในการพัฒนาของ ชิปประมวลผลของคอมพิวเตอร์อีกต่อไป เพราะ เมื่อมือถือเร็วกว่าคอมพิวเตอร์ จะมีอีกหลายสิ่งที่เปลี่ยนแปลง

กล่าวคือ ชิปประมวลผลของคอมพิวเตอร์ปัจจุบันเริ่มไม่สามารถเร็วขึ้นกว่าเดิมเป็นเท่าตัวได้อีกต่อไปแล้ว ซึ่งการที่จะแรงขึ้น ก็จำเป็นจะต้องแลกมาด้วยการกินพลังงานอันมหาศาล และความร้อนระอุขณะประมวลผล จึงเกิดเป็นทางตันเล็กๆ สำหรับผู้ผลิตชิปรายใหญ่อย่าง อินเทล (intel) และ เอเอ็มดี (AMD) สองเจ้าผู้ผลิตชิปคอมพิวเตอร์รายใหญ่ที่เราคุ้นชื่อกัน

แต่ในความเป็นจริงแล้ว โลกเราไม่ได้มีเพียงแค่ชิปในคอมพิวเตอร์เพียงเท่านั้น อีกหนึ่งอุตสาหกรรมที่พัฒนาอย่างก้าวกระโดดในระยะ 10 ปีให้หลังคือ อุตสาหกรรมโทรศัพท์มือถือ นั่นเอง

ก่อนที่จะกล่าวถึงเหตุการณ์ในปัจจุบัน เราควรทำความรู้จักถึงความแตกต่างระหว่างชิปในคอมพิวเตอร์ และโทรศัพท์มือถือกันสักนิด คือ ARM และ x86

ชิป (ARM) ในโทรศัพท์มือถือนั้น แตกต่างจากชิปในคอมพิวเตอร์ (x86) อย่างสิ้นเชิง ชิป ARM ชนิดนี้มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า (RISC – Reduced Instruction Set Computer) หรือแปลให้เข้าใจง่ายๆว่า เป็นชิปที่ใช้สถาปัตยกรรมแบบง่ายด้วยชุดคำสั่งที่น้อย โดยจุดเริ่มต้นของชิปชนิดนี้มีมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1970 ซึ่งเป็นการออกแบบ สถาปัตยกรรมการประมวลผลไมโครโพรเซสเซอร์ในอีกแนวคิดที่แตกต่างจากเจ้าตลาดอย่าง intel ในขณะนั้นซึ่งเป็นการใช้สถาปัตยกรรมการประมวลผลแบบซับซ้อน (CISC – Complex Instruction Set Computer)

ในปี 1983 บริษัทชื่อ Acorn เลือกเส้นทางที่แตกต่างจากเจ้าอื่นอย่างสิ้นเชิง ด้วยการตั้งคำถามว่า ทำไมจะต้องมีการประมวลผลที่ซับซ้อนมากมายโดยไม่ได้ใช้ประโยชน์จากมัน รูปแบบการทำงานของชิปในสถาปัตยกรรม RISC จึงเน้นเพียงชุดคำสั่งที่จะถูกนำมาใช้บ่อยเท่านั้น

image ARM

ARM-chip
ARM-chip

ผู้คิดค้นการใช้ชิปประมวลผลแบบ RISC มองว่าเมื่อส่งคำสั่งน้อยลง ชิปน่าจะทำงานได้เร็วกว่า แบบ CISC ซึ่งมีความซับซ้อนสูง แต่หลังจากการทดลองแล้วนั้น ความมหัศจรรย์ที่เขาค้นพบกลับไม่ใช่ความเร็ว แต่ชิปชนิด RISC ใช้พลังงานต่ำกว่า CISC เป็นอย่างมาก มากเสียจนในขณะที่ถอดปลั๊ก ชิปยังคงทำงานได้ด้วยพลังงานคงเหลือในระบบ (residual)

จนกระทั้งในปี 1987 เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเครื่องแรกที่ใช้หน่วยประมวลผลแบบ ARM ก็ถูกผลิตและวางจำหน่ายภายใต้ชื่อ Acorn Archimedes  และในปี 1991 บริษัท Apple ก็ออกคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลภายในชื่อ Power PC ที่เลือกใช้ชิปประมวลผลแบบ ARM/RISC ที่เป็นการร่วมงานกันระหว่างบริษัท IBM และ โมโตโรล่า

ทั้งนี้ทั้งนั้น ความสามารถในของ ARM การใช้พลังงานต่ำไม่ค่อยมีประโยชน์อันใดนักต่อธุรกิจคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ ทำให้ Power PC ของ Apple ดูจะไม่ประสบผลสำเร็จมากเท่าที่ควร และด้วยตลาดทั้งโลกยังเลือกจับสายตาอยู่ที่ชิป x86 (สถาปัตยกรรมแบบ CISC) ของ intel ที่สร้างประสิทธิภาพการประมวลผลอันรวดเร็วกว่าและน่าตื่นตาตื่นในกว่าใคร  และคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ จึงถูกพัฒนาและออกแบบสู่แนวทางสถาปัตยกรรมซับซ้อนตามแบบ CISC อย่างลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้จะมีบางช่วงที่บริษัทอย่างแอปเปิ้ลใช้ ARM/RISC แต่ก็ไม่อาจทวนกระแสได้นานนัก และท้ายที่สุด ก็เลือกจับมือกับ intel ในปี 2005 ให้เป็นผู้ผลิตชิปให้กับคอมพิวเตอร์ของแอปเปิ้ลอย่างเป็นทางการ

intel-apple-together-at-last
intel-apple-together-at-last : credit : https://www.extremetech.com/computing/142123-is-intel-about-to-become-apples-arm-soc-foundry

การเดินทางของชิปสถาปัตยกรรมแบบซับซ้อน CISC นั้นรุ่งเรืองอย่างเป็นที่สุด ความเร็วถูกพัฒนาขึ้นอย่างชัดเจน และทิ้งห่าง RISC แบบเทียบไม่ติด โดยที่ intel และ AMD แทบจะเป็นผู้ครองส่วนแบ่งตลาดนี้ไปโดยปริยาย จนเกิดคำพูดอันโด่งดังของกอร์ดอน มัวร์ (Gordon E. Moore) ผู้บริหารบริษัทอินเทล ว่าชิปจะประมวลผลเร็วขึ้นเป็นเท่าตัวทุกปี

เมื่อชิปประมวลผมมีขนาดเล็กลง เร็วขึ้น อุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ก็เติบโตอย่างรวดเร็ว เพิ่มหน่วยการประมวลผลเป็นหลายส่วน เพิ่มประสิทธิภาพในการส่งข้อมูล และอีกหลายอย่างที่ทำให้ชิปเหล่านี้กลายเป็นผู้ชนะ และครองตลาดไปในที่สุด จนกลายเป็นยุคทองของนวัตกรรมคอมพิวเตอร์

ARM-vs-X86
ARM-vs-X86 – credit: https://www.educba.com/arm-vs-x86/

ชิปสถาปัตยกรรมประมวลผลอย่างง่าย RISC จึงเลือกทางออกสู่ตลาดเครื่องใช้อิเล็กโทรนิกส์ที่ไม่ต้องการการประมวลผลอันซับซ้อนนัก ทำให้เกิดการเข้าสู่ตลาดของโทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นเพลง mp3 ซึ่งเป็นตลาดที่ไม่ได้ต้องการประสิทธิภาพในการประมวลผลนัก

จุดเปลี่ยน

การก้าวกระโดดสำคัญของวงการโทรศัพท์มือถือ คือการเปลี่ยนสู่ยุคสมาร์ทโฟน (smartphone) แม้ชิปชนิด RISC นั้นอยู่มาตั้งแต่ยุคก่อนหน้า (ตั้งแต่มือถือโมโตโรล่าที่ยังไม่มีหน้าจอนั่นแหละครับ)

image motolora

old_motorola
old_motorola – credit: https://www.pinterest.com/pin/410742428487564572/

แต่การก้าวกระโดดสำคัญ คงเลี่ยงไม่ได้ที่จะพูดถึงการเปิดตัวครั้งแรกของโทรศัพท์มือถือจากค่ายแอปเปิ้ลอย่าง iPhone มือถือที่ถูกเรียกว่าเป็น smartphone อย่างแท้จริง มือถือที่สามารถฟังเพลงดูหนัง ถ่ายรูป ท่องอินเตอร์เน็ต จดบันทึก ฯลฯ และมันไม่ได้ทำงานด้วย intel อย่างคอมพิวเตอร์รุ่นพี่ของมัน

ก่อนหน้าที่ iPhone และ iPod จะถูกพัฒนาและพลิต ทาง Apple เคยทาบทามให้ intel เป็นผู้ผลิตชิปด้วยสถาปัตยกรรมแบบ RISC ให้กับ iPhone แต่กระนั้น intel ไม่ได้เห็นตลาดโทรศัพท์มือถือนี้อยู่ในสายตา และคาดว่าคงจะไม่คุ้มที่ต้องลงทุนพัฒนาสถาปัตยกรรมอื่นที่ตนเองไม่ได้ถนัด จึงได้ปฏิเสธ Apple ไป จนเป็นเหตุทำให้ Apple ต้องหาบริษัทอื่นเป็นผู้ผลิตชิปประมวลผลให้แทน

การตัดสินใจปฏิเสธที่จะพัฒนาชิปให้ Apple ในครั้งนั้นของ intel คือจุดเริ่มต้นของความสั่นคลอนที่กำลังเกิดขึ้นในปัจจุบัน เมื่อในปีนี้ 2020  Apple เปิดตัวชิบตัวใหม่ล่าสุด M1 ที่ใช้สถาปัตยกรรม ARM หรือเรียกได้ว่า เป็น RISC ที่พัฒนาแล้ว (ซึ่ง ARM ย่อมาจาก Advanced RISC Machine) ซึ่งประหยัดพลังงานกว่า และเร็วกว่า intel เสียอีก

การที่ iPhone สร้างยอดขายถล่มทลายต่อเนื่องอย่างยาวนาน ทำให้ Apple เลือกที่จะมุ่งเน้นการใช้งานสถาปัตยกรรม RISC มากยิ่งขึ้น จึงได้เข้าซื้อบริษัทออกแบบชิป ชื่อ P.A. Semi เมื่อปี 2008 ด้วยมูลค่ากว่า 278 ล้านเหรียญ ซึ่งถือเป็นการเข้าซื้อเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญเป็นอย่างยิ่ง เพราะเมื่อ Apple มีองค์ความรู้ในการออกแบบชิปเองแล้วนั้น บริษัทจึงเลือกที่จะออกแบบและพัฒนาหน่วยประมวลผลนี้ด้วยตัวเอง เพื่อตัวเองเพียงผู้เดียว (อ่านต่อแนวคิดระบบ ecosytem แบบปิดอย่าง Apple หรือ แบบเปิดอย่าง IBM)

หากใครติดตามเทคโนโลยีของ Apple อย่างใกล้ชิดแล้วนั้น จะเห็นว่า Apple เลือกที่จะครอบครองระบบนิเวศน์ต่างๆ ภายในวงจรการทำงานของตนเอง ไม่ว่าจะเป็นระบบปฏิบัติการ OS จนแม้กระทั่งภาษาคอมพิวเตอร์ล่าสุดที่ถูกพัฒนาโดย Apple อย่างภาษา Swift ก็ถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาโปรแกรมในระดับลึก (native) ที่สอดคล้องกับระบบทั้งหมดของ Apple อย่างที่สุด

เส้นบางๆระหว่าง คอมพิวเตอร์ และโทรศัพท์มือถือถูกทำลายลง เมื่อมือถือเร็วกว่าคอมพิวเตอร์

ปี 2012 ชิปที่ Apple ออกแบบเองทั้งหมด ก็ถูกนำมาใช้ใน iPhone 5 (ก่อนหน้านี้มีชิปจาก Apple ที่ช่วยกันออกแบบกับผู้ผลิตอย่างซัมซุง) และในปีถัดมา Apple ก็ดันความสามารถของชิปให้ทำงานด้วยระบบ 64bit ซึ่งเหนือกว่าทีมผู้ผลิต ARM เองเสียอีก และได้ให้คำใบ้ในการเปิดตัวไว้เบาๆว่า 

“64-bit destop-class architecture” – หารู้ไม่ว่า 7 ปี ให้หลัง Apple ได้นำชิป ARM นี่ลงสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ Macbook ได้อย่างที่ตั้งใจไว้

แม้ที่ผ่านมาโลกของโทรศัพท์มือถือ กับคอมพิวเตอร์ดูเหมือนจะอยู่กันคนละโลก ความเร็วและประสิทธิภาพของมือถือนั้นไม่สามารถที่จะเทียบชั้นกับคอมพิวเตอร์ได้เลย แต่ในวันนี้ เมื่อมือถือเร็วกว่าคอมพิวเตอร์ โลกของทั้งสองสิ่งนั้นกำลังวิ่งสู่เส้นทางเดียวกัน

ในปัจจุบันโปรแกรมคอมพิวเตอร์ถูกแบ่งแยกระหว่างใช้งานบนมือถือ และใช้งานบนคอมพิวเตอร์ ทั้งสองโปรแกรมนั้นถูกพัฒนาแยกกันอย่างสิ้นเชิง ไม่สามารถใช้ร่วมกันได้ แต่กำแพงนี้กำลังถูกทุบลงมาด้วย Apple เมื่อมีการเปิดตัวการยกเลิกชิปของ intel และมาใช้ชิปของตนเองที่ชื่อ M1 

-[image chart]

intelvsApple เมื่อมือถือเร็วกว่าคอมพิวเตอร์
intelvsApple

จากรูปข้างต้น จะเห็นว่าจุดสีฟ้าคือพัฒนาการของ intel ในขณะที่จุดสีเทาคือพัฒนาการของ Apple ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จนเกิดจุดตัดในช่วง 2020 และที่น่าสนใจในช่วงปี 2020 นี้ก็คือ ชิปของ intel ชื่อรุ่น 10900K นั้นใช้พลังงานถึง 125 watt ในการประมวลผล ในขณะที่ชิป Apple รุ่น A14 สำหรับมือถือที่มุมขวาบน ใช้พลังงานในการประมวลผลเพียง 5 watt เท่านั้น

ภายในระยะเวลาไม่กี่วัน กระแสความร้อนแรงของชิป M1 ก็ยิ่งเป็นที่ฮือฮาอย่างไม่หยุด บ้างก็ว่า นี่คืออีก 1 innovation แห่งยุค ชิบเพียงชิบเดียวสามารถประมวลผลได้เร็วกว่าเครื่องระดับเทพที่มีอยู่ในปัจจุบัน 

“แม้ในตอนนี้ชิป Apple M1 เป็นรองเรื่องความแรงเพียงแค่ AMD รุ่น Zen3 ล่าสุดเท่านั้น แต่ถ้าหาก Apple ยังมีอัตราเร่งถึงการเติบโตอย่างต่อเนื่องนี้ ภายในระยะเวลาไม่นาน Apple คงจะสามารถเรียกตัวเองได้ว่าเป็นผู้ออกแบบชิปประมวลผลที่มีความเร็วสูงที่สุด” – คำกล่าวจาก Anandtech.com

และเมื่อถึงเวลานั้น ชิปประมวลผลแบบ x86 คงยากที่จะพัฒนาได้ทันและกลายเป็นเทคโนโลยีล้าหลังสำหรับโลกนี้ก็เป็นได้ อุตสาหกรรมทั้งหมดจะเกิดการเคลื่อนตัวมากน้อยเพียงใด เมื่อคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ยังคงเป็น x86 จากค่าย intel และ AMD เป็นสิ่งที่น่าจับตามองต่อไป และในอนาคตเราอาจจะสามารถคาดหวังถึงระบบวิเวศน์อย่างสมบูรณ์ของการใช้งานระหว่างแพลตฟอร์มของ Apple ที่เป็นจุดขายสำคัญต่อผู้ใช้ระดับ user อย่างพวกเราทุกคน 

วีดีโอข้างล่างนี้แสดงถึง การใช้ระบบประมวลผลของ ARM ในมือถือที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าคอมพิวเตอร์ที่มีกราฟฟิกการ์ดด้วยซ้ำ 


โดยสรุปแล้ว การใช้งานชิป ARM ในคอมพิวเตอร์ ไม่ใช่เรื่องใหม่ และมันถูกใช้งานมานานตั้งแต่ยุค 80’s เสียอีก แต่สิ่งที่เรียกว่านวัตกรรม คือชิป ARM ที่มีความสามารถแซงหน้า x86 ในปัจจุบัน และนี่คือจุดเปลี่ยนครั้งใหญ่ของกลุ่มผู้ผลิตเทคโนโลยีซึ่งถูก disrupt ด้วยเทคโนโลยีที่ดีกว่าในทุกด้าน

*หมายเหตุ เมื่ออ่านถึงจุดนี้ อาจจะมองว่าผู้เขียนเป็น Apple fanboy หรือเปล่า ต้องขอออกตัวไว้ว่า ปัจจุบันผู้เขียนก็ไม่ได้ใช้ iPhone และยังมีความจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ windows ที่หลากหลาย ซึ่งสิ่งเหล่านี้คือระบบนิเวศน์ในการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ต่างๆ และจะมาเล่าแง่มุมธุรกิจนี้ต่อไปใน Bizperspective ครับ

Entrepreneurship, Credit Analyst, Marketing Executive, Strategic Planning Director and Investor - และทุกวันนี้ ผมยังเป็นนักเรียน ทุกสิ่งทุกอย่างรวมถึงการตลาดนั้นไม่เคยหยุดนิ่ง ฉะนั้นแล้วเราจะต้องไม่หยุดที่จะเรียนรู้

Related Posts