News Sonntagsfrage: ARM oder x86, wem gehört die Zukunft in Server und PC?

[john.smiles]

Der Artikel und die Kommentare sind mMn alle zu einseitig in Richtung Hardware gerichtet.

Über 95% der Käufer von Consumer PCs und Laptops wollen Windows und die Architektur ist denen so egal wie der Hersteller der Schrauben des Geräts. Welches Windows (Version/Ausführung) ist fast egal, Hauptsache die 15 Jahre alte Vereinssoftware läuft drauf, Office XP sowieso oder das 10 Jahre alte Photoshop.

Bei Servern ist die Sache diffiziler, da es unglaublich viele Anwendungszwecke gibt, die einen können sich eine eigene ARM Entwicklungsabteilung leisten (wie Amazon), andere kaufen gebrauchte Hardware, weil die Unternehmenssoftware nicht auf modernen Systemen läuft.

Ich denke, das hier Microsoft der Königsmacher sein wird, wenn sie eine performante x64 Emulation in WoA hinbekommen, dann sieht es rosig aus für ARM, wenn nicht, sieht es rosig aus für x64 - zumindest im Consumerbereich.

 

[Faust2011]

x86 wurde schon vor laaaaanger Zeit für tot erklärt. Jeder, der mal direkt Assembler x86 programmiert hat, weiß, wie unintiutiv das ganze ist. Warum gehen manche Ops nur mit dem Accumulator-Register? Warum hat der x87 ein Stack Prinzip und lässt damit nur das "oberste" Element als direkten Zugriff zu? Warum bis heute diesen rießen Overhead, um eine CISC-Architektur on-the-fly in RISC-Ops zu übersetzen und auszuführen? ...?

Rational ist es nicht, dass x86 (und auch x86-64) immer noch das dominierende System ist. Aber faktisch ist es eben so.

 

[JeanLuc Bizarre]

Die Umfrage ist irgendwie komisch, denn keine der Antwortoptionen schliesst die andere aus.

Ja, X86 wird noch eine ganze Weile vorherrschend sein.
Ja, beide Architekturen werden noch eine ganze Zeit nebeneinander koexistieren.
Ja, über kurz oder lang wird sich ARM durchsetzen
Und ja, auch Risc-V könnte da noch ein Wörtchen mitreden

Das Problem an dieser Umfrage ist übrigens der schwammige Zeitbezug. Würde man zb. auf 'in 10 Jahren' setzen, dann müsste man sich tatsächlich für eine Option entscheiden...

 

[WinnieW2]

Für alle die den "ausführlicheren" Vergleich suchen.
X86 vs ARM vs Risc V
(Es geht um die verschiedenen Instruction-Sets und deren Effizienz)

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Schönes, sehr informatives Video,
leider hat es einen kleinen Makel, es ist bereits älter, und von daher fehlt der Vergleich zu der neuen ARMv9 ISA.
ARMv9 wird schon bald eine große Rolle spielen und ARMv8 recht schnell in vielen Bereichen ablösen.

(Das erste Video, bei dem ich die Geschwndigkeit runter, anstatt rauf gestellt habe... 🙃)

Ich musste immer mal wieder Pause betätigen weil ich mich nicht gleichzeitig auf die gesprochenen Aussagen und die Folien konzentrieren konnte.

 

[PusteBlume0815]

Erst mal ein Danke für dieses neue Leseangebot an die CB-Redaktion.

Ich persönlich kann es nicht abschätzen, ob und überhaupt eine Architektur die Oberhand gewinnt. Ich könnte mir aber vorstellen. dass hier die Leistung pro Watt immer mehr in den Vordergrund treten wird. Ich glaube, dass die Energiekosten über kurz oder lang den Weg bestimmen wird und hier sehe ich die Vorteile momentan bei ARM.

 

[Wattwanderer]

Gegen ARM geht es um Effizienz und da kann x86 nicht auf einen rettenden Ritter hoffen sondern Watt gegen Watt antreten. Hier bin ich unsicher was die Mädels (und Jungs) um Gelsinger und Su aus dem Hut werden ziehen können. Auch dürfte der riesige Softbarepool keine unerschütterliche Festung darstellen wie sie es bei RISC/CISC war. Zum einen arbeitet MS heftig daran alte Zöpfe abzuschneiden was so weit geht drei Jahre alte PCs zum Alteisen zu erklären und dann haben die Programmierer begriffen, dass nicht alle Rechner mit x86_64 laufen. Portierung auf Apples neue CPU kommt ja oft schneller als der Wechsel von 32 BIT auf 64 BIT bei x86_64...

Auf jeden Fall war das Rennen noch nie so offen und im ersten Impuls würde ich sagen das frischeres Produkt wird gewinnen aber die alten Hasen will ich auch nicht unterschätzen.

 

[chartmix]

Bei ARM auf dem Desktop bin ich skeptisch was die Software angeht.
Erstmal die Emulation von x86 und dann so Sachen wie Treiber.
Wie siehts da mit alten Gerätschaften aus?
Wie lange wird es Updates geben?
Wie geschlossen sind die Systeme? Wird man noch Linux installieren können?

Bei RISC-V sehe ich einen Siegeszug im Bereich von "Zusatzchips" in allen möglichen Gerätschaften wie SSDs, Smartphones, Mainboards etc.
Evtl. kommen auch mal Smartphones oder Raspberry Pis mit RISC-V-SoC raus.

 

[ghecko]

Wer sich mal vor Augen führen will wie komplex einige x86-Instruktionen sein können, dieses Video ist diesbezüglich sehr unterhaltend:

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Ich persönlich hoffe, dass es in naher Zukunft mehr RISC-V Prozessoren in freier Wildbahn zu sehen gibt. Das beste wäre wohl, wenn einer der nächsten Raspberry einen solchen benutzen würde.

 

[Mickey Cohen]

Ich denke schon, dass alles noch lange nebeneinander existieren wird. ARM ist auch nicht der heilige Gral. Effizienter ja, aber wirklich Flächeneffizient wirkt das alles nicht. Im mobilen Markt wird es für x86 schwer, auch wenn da jetzt noch viel rausgeholt wird.
Wenn es um Leistung geht sehe ich aber x86 vorne. Der M1 Pro/Max haben natürlich auch gute Leistung, aber die Größe dieser Chips ist schon pervers. 57Mrd Transistoren, um CPU seitig nicht viel besser als aktuelle x86 CPUs zu sein, bzw. gegen Alder Lake Mobile sehr wahrscheinlich den kürzeren zu ziehen (wie gesagt, es geht hier nicht um Energieeffizienz sondern darum was aus der Transistoranzahl rausgeholt wird).
Selbst wenn Intel die maximal nötige Transistirdichte von Intel 7 nutzt, wären das nur 20Mrd Transistoren. Ich rechne eher mit maximal 2/3 der möglichen Dichte. Bei AMD das Selbe bzw noch extremer: Laut Wikipedia hat ein 5950X ca. 10Mrd Transistoren.
GPU seitig liegt man Leistungsmäßig hinter einer 3080 Mobile, die einen GA104 mit 17.4Mrd Transistoren hat. Wenn man mal die Energieeffizienz außer Acht lässt ist das alles gar nicht so beeindruckend.
Dieser verschwenderisch Umgang mit Transistoren wird wahrscheinlich noch zum Problem werden, da neue Fertigungsprozesse immer zahmer werden, was die Dichte angeht. N5 zu N3 wird nur noch Faktor 1.6 bei TSMC. Und dann ließt man hier vom M2 mit 40 Kernen und 128 GPU Kernen.
Das Teil wird selbst in N3 Größentechnisch Richtung Sappire Rapids gehen, einer Server CPU, die 2 volle Nodes zurück ist und selbst in Abetracht der Node schon als groß gilt.
Zusammengefasst: Ich würde x86 längst noch nicht abschreiben.

N5 zu N3 sollte auf die fläche betrachtet einen faktor von 2,77 haben

 

[TheDev]

Ein Aspekt wird bei der Diskussion leider häufig vergessen: die Plattform um den Chip herum. Bei x86 habe ich den riesigen Vorteil, mit ACPI eine herstellerübergreifende Plattform zu haben, die offen und in den wichtigen Betriebssystemen implementiert ist. Ich kann den Mainline Linux Kernel (100% Open Source) nehmen und er wird auf allen ACPI Systemen starten. Bei ARM gibt es so eine Plattform bis dato nicht. Es gibt zwar ein paar Versuche, auch hier ACPI zu etablieren, doch die große Mehrheit der SoCs macht ihr eigenes Ding. Nimmt man sich einen beliebigen Einplatinencomputer heraus (keinen Raspi, der kommt gleich) und schaut sich an, welche Kernels lauffähig sind: häufig gibt es eine Hand voll Images vom SoC-Hersteller. Ist der Support vorbei nach 2 Jahren, war es das mit Updates. Genau das ist bei vielen Handys der Grund für ausbleibende Android-Updates (gewesen - langsam bessert sich die Situation hier). Der Raspi ist ein Sonderfall, aufgrund des SoC-Aufbaus. Den Hersteller-Blob gibts hier auch, der läuft allerdings unabhängig von der CPU, daher kann ich hier Linux immer weiter aktualisieren. Ist aber leider eher ein Sonderfall.
Bei derzeitigen ARM Geräten läuft es also darauf hinaus, dass vom Hersteller vorgesehene Systeme laufen - möchte ich darüber hinaus, hab ich ein Problem. Natürlich wäre es wünschenswert, auf den Stand von x86 zu kommen, danach sieht es aber nicht aus.

Thema Apple: klar ist der M1 beeindruckend, aber es ist auch ein Inselsystem, Apple hat weder Interesse den Chip zu verkaufen, noch andere Systeme auf ihrer Hardware zu unterstützen. Also ist der M1 in den meisten Fällen keine Alternative.

ARM hat noch einen großen Vorteil aus seinem Alter: heutige ARMv8 Chips unterstützen nur arm64. Keine Rückwärtskompatibilität zu 32-Bit ARM Binaries. x86 dagegen kann noch immer uralte 32-Bit Binaries ausführen. Würde man diese Kompatibilität endlich mal aufgeben, wäre die CPU (dann eine reine x86-64 CPU) schon deutlich weniger komplex. Bremse ist hier in meinen Augen ganz klar Microsoft - macOS ist 64-Bit only, unter modernem Linux hat man zu 99% auch keine 32-Bit Prozesse mehr am laufen. Nur bei Windows sind 32-Bit-Only Programme immer noch Standard.
Für ARM ist das aber mehr ein Momentvorteil: entweder wir wollen Rückwärtskompatibilität, dann wird auch die ARM-CPU mit der Zeit fetter. Oder wir gehen mit der Zeit, dann wird die x86-CPU schlanker.

Fazit: es gibt mehr zu betrachten als die reine ISA. Wirklich faire Vergleiche gibt es IMHO erst, wenn wir M2 (5nm) vs Zen4 (5nm) haben - ich prognostizierte, dass der ARM-Vorteil zu einem sehr großen Teil ein Node-Vorteil ist.

 

[retireduser]

Die Unternehmen werden feststellen, dass die Vereinheitlichung der Plattformen enorme wirtschaftliche Vorteile bietet in der Hardware- und Softwareentwicklung. Software wird immer öfter als ARM Binary ausgeliefert. Apple macht das über seinen App Store teilautomatisiert. Für Entwickler wird sich schnell zeigen, dass x86 und x64 nicht die einzigen Buildziele sind, die angefragt werden.

Die Hyperscaler werden, sobald es die Fertigung ("Knappheit" und "Preis") hergibt, massiv ARM-basierte Hardware einkaufen und anbieten, denn ein Großteil nicht spezialisierter Software für Webanwendungen läuft nicht erst seit dem M1 chip auf dieser Architektur. Wer mit Raspberry Pis herumspielt, weiß was eigentlich alles bereits an Software für die Architektur umgesetzt wurde, das fängt mit Linux an und geht über alle möglichen Webserver weiter.

Im Notebook/Desktop Bereich (Privat) wird sich x64 noch sehr lange halten. Die Kunden lieben einfach ihre Intel Inside und Ryzens und vertrauen den Marken. Hier erwarte ich, dass sich der Markt sowohl von der günstigen Seite (Qualcomm, Mediatek) annähert als auch von der Premium Seite (Apple). Entwickler werden nicht darum herumkommen für beide Plattformen Buildziele vorzuweisen.

Im Notebook/Desktop Bereich (Unternehmen/Öffentl) wird sich x64 noch länger halten. Hier kommt es auf die jeweiligen Unternehmen an und ihre IT Abteilungen. Ich z.B. arbeite in einem Unternehmen, das alle Entwickler mit MacBooks ausgestattet hat. Die haben keine andere Wahl als entweder auf Windows zu wechseln oder die neuen M1 Geräte zu bestellen. Die Private Cloud Applikationen, werden jedoch noch sehr, sehr lange weiter auf x64 laufen, bis sie ersetzt werden.

 

[andr_gin]

Ich kann mich an ein Interview mit Jim Keller erinnern (dem "Vater" von Zen). Seine Aussage zu dem Thema war, dass in heutigen CPUs der Befehlssatz so gut wie keine Rolle spielt, da sowieso alles in Micro Ops passiert.
Das, was die Performance limitiert ist die Vorhersage welche Anweisungen zusammenhängen bzw. wie Sprünge verlaufen um diese Out of Order ausführen zu können.

Ich denke, dass x64 vs. ARM hauptsächlich deshalb eine Rolle spielt weil man in der klassischen Windowswelt es größtenteils mit kompilierten Binaries zu tun hat aber derzeit nur Intel/AMD x86 nutzen können, was z.B. Apple und Nvidia vom Markt ausschließt.

Die Frage ist weniger, ob ARM sich durchsetzt weil der Befehlssatz z.B. 10-20% schneller ist, sondern ob sich z.B. Nvidia CPUs durchsetzen, da ihr CPU Design 20% schneller ist und hier würde ich einmal nein sagen, da wegen 10-20% niemand auf Windows Systemen sich die Kompatibilitätsprobleme antun wird.

Die viel größere Gefahr die ich sehe, dass x86 + Windows zusammen als Plattform abgelöst werden und der Sprung dann zu plattformunabhängigen Lösungen erfolgt wenn z.B. das ERP System nicht mehr auf eine x86 Software unter Windows setzt, sondern auf eine browserbasierte Lösung, die auf jedem Betriebssystem mit jeder CPU läuft und das auch noch eventuell als Cloudlösung. Der Weg ist natürlich noch lange aber der Trend zeigt in diese Richtung.

 

[PieczonyKurczak]

Eindeutig ARM hat die Zukunft.

 

[Aloysius]

Hallo,

meines Erachtens ist es völlig offen wer den Markt der Zukunft dominieren wird. Die Hardwaresysteme hängen eben auch immer mit guten Betriebssystem zusammen. Windows ist im Vergleich zu anderen Systemen im Nachteil weil es auf X86 setzt, sondern eben auch weil es viele alte Strukturen unterstützt und deshalb das Neue nicht so effizient bedienen kann. Ich bin aber froh darüber, daß alte Software noch gut auf Win11 läuft.

MFG Aloysius

 

[Haggis]

Der Markt ist bei ARM offener. Dann gibt es auch mehr Konkurrenz was gut für die Leistung ist.
Die größten Vorteile bei ARM liegen dann auch darin, dass die Hersteller die Chips besser an ihre Anforderungen konfektionieren können. Amazon baut dann bestimmte Funktionen in ihren Chips ein, die (nur) sie gut gebrauchen können.
So ist ARM dann interessant, wenn man seine Anwendungen überhaupt auf ARM zumindest lauffähig kriegt oder gar optimieren kann. Bei vielen Server-Anwendungen ist das heute schon oft der Fall weil alles, was man benötigt (Webserver, Datenbank) schon auf ARM funktioniert. Und sonst hat man meist nur ein einziges Programm, das man benötigt. Auf dem Desktop will man hingegen alles mögliche ausführen können.

Sobald Windows auf ARM gut funktioniert, könnte ich mir vorstellen, dass ARM x86 verdängen könnte. Apple profitiert jetzt auch schon davon, dass sie den gleichen Chip in allen Geräten einbauen können.

 

[Precide]

Ich denke mal, es täte der PC-Landschaft ganz gut, wenn sowohl x86 als auch Intel von der Bildfläche verschwinden. Diese Kombination ist so alteingesessenen, verworren und verfestigt, dass es da wohl nie zu einer Revolution kommen wird.
Aber gut, ein Blick in Wirtschaft der letzten zwei Jahre zeigt hier schon ein klare Bild. Intel geht gnadenlos unter, AMD, Nvidia und Qualcomm dominieren. Mal sehen wie viele Jahre das noch so weitgeht.

 

[kernel panic]

Ich stecke bei den ARM-Architekturen nicht so tief drin, aber könnte nicht der Knackpunkt am Ende sein, dass die ganzen Architekturen (ARMv8, ARMv9 usw.) nicht mit miteinander kompatibel sind und so alles x-Mal kompiliert werden muss?
x86 ist doch untereinander mehr oder weniger kompatibel (abgesehen von gaaanz alten CPUs und 32-Bit -> 64-Bit).

 

[Poati]

immer unbedeutend werdenderen Desktops, müsste man eigentlich sagen, dass ARM schon längst "gewonnen" hat.

Das würde ich für die Endgeräte definitiv unterschreiben. Es bleiben damit nur viele x86 PCs im geschäftlichen Bereich, was der Verbreitung von MS Produkten geschuldet ist. In Zukunft ist es aber durchaus realistisch, dass immer mehr sich davon abwenden und auf eigenen FOSS-Projekte umsteigen (Ich weiß, eine weitere große Debatte). Hinzu kommt, dass auch MS auf ARM schielt und es bereits Produkte auf dem Markt gegeben hat.

Bei den Clients sehe ich da ARM definitiv langfristig als dominante Architektur. Das liegt mMn aber nicht an ARM vs x86. Es ist eher iOS/iPadOS, Mac OS und Android etc. gegen die Windowswelt. Letztendlich diktieren da eher die verbreiteten Betriebssysteme den Ton und der Trend ist absehbar.

Die Serversparte wird ihr eigenes Ding machen. Da werden wir für verschiedene Szenarien weiterhin verschiedene Architekturen sehen.

 

[amdfanuwe]

Seit 30 Jahren das gleiche Thema. Dabei ist die Hardware egal, die Software muß laufen.
Warum ist der Windows PC wohl immer noch der Gaming Rechner? Selbst Linux auf gleicher Hardware schafft es nicht da vorzustoßen. Wie soll das dann mit anderer Hardware funktionieren?

Intern unterscheiden sich X86 und ARM oder Risc-V etc. auch kaum. ALU, FPU, Cache, Fixes Function kann man bei allen in gleicher Weise einbauen. Einzig der Decoder unterscheidet sich und der X86 Overhead macht bei großen CPUs kaum noch etwas aus.

 

[Gerry18]

Man sollte den Tag nicht vor den Abend loben. Das gilt hier auch für ARM CPU´s

Die ARM Architektur ist nichts neues, so wurde schon Anfang der 90 Jahre des letzten Jahrhunderts eingesetzt.
Die Firma Acorn hatte die in ihren Computer damals eingesetzt. Dazumal wurde auch endlich argumentiert wie heute. Aber am Ende hat die ARM Architektur das Renner verloren. Auch Apple hat mit seinen Power Prozessoren dazumal endlich argumentiert. Am Ende musste aber Apple dann schon zwei von den Dingern einbauen, um einen x86 zu schlagen. Auch wenn es eine Zeit lang sicher Bereiche gab, wo die schneller waren. Aber eben nicht in allen und nur für eine gewisse Zeit.
Die Vergangenheit hat gezeigt das ARM nicht in der Lage war das Rennen zu machen.

Man sollte aber hier auch nicht vergessen das man den Apple Markt nicht so einfach mit den PC Markt vergleichen kann. Die Appleuser machen schnell mal was mit was Apple vorgibt. Auch Softwaren Entwickler ziehen bei Apple schnell mit. Den jeder weiß da kommt nur mehr das und nichts anderes mehr.
Am PC Markt ist das aber anders. Hier bauen viele PC oder die User bauen selbst. Es gibt also niemanden der die Richtung vorgibt. Daher kommt es hier auf ein Zusammenspiel von vielen an. Das muss man aber erst sehen, ob die da alle in die gleiche Richtung wollen.

Gerade für Softwaren Entwickler ist das am PC Markt so eine Sachen. Den ihnen bleibt nichts anderes übrig als die Software für die CPU´s zu entwickeln die die meisten haben. Was viele nicht machen werden ist das sie ihre Software für zwei verschiedene CPU´s entwickeln. Denn das kostet jeden Menge Geld.

Dazu kommt noch eine Sache, über die man Nachdenken muss. Ist der M1 so schnell, weil die ARM Architektur so schnell ist? Oder liegt es an einer effizienteren Arbeitsweiße. Wenn es das letzter ist, kann sich jeder sicher sein das so wohl AMD als auch INTEL die Arbeitsweiße ihrer CPU´s in die Richtung optimieren wird.
Hier muss man sich die Aussage von Lisa Su über den M1 vor Augen führen. Sie meinte zum M1. Das sie die CPU nicht beeindrucke. Aber die Innovation die dahinter steht schon. Das zeige eben was durch Innovation noch alles möglich seihe.

Allerdings wird das jetzt mal 2-4 Jahre dauern, bis es dann bei AMD und INTEL so weit ist. Die brauchen da auch Zeit zur Entwicklung.

Die werden sich da beide nichts schenken. Sie werden aber auch Apple nicht so einfach das Feld überlassen.

Ich denke das man aus heutiger Sicht nur sehr schwer sagen kann ob sich die ARM Architektur durch Setzen wird, am PC. Klar kann es sein das sie das Rennen macht. Aber Wetten würde ich heute noch nicht darauf.