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Nvidia e ARM insieme per definire il futuro dei semiconduttori

Dopo la recente acquisizione di ARM da parte di Nvidia, andiamo ad analizzare quali vantaggi potrebbe portare la loro collaborazione nel campo dei semiconduttori e supercomputer.

SPECIALE di Peter Vogric   —   30/09/2020

Recentemente Nvidia ha annunciato l'acquisizione di ARM Limited da SoftBank. Si tratta di una mossa piuttosto importante per l'azienda californiana, tant'è che è stata definita come la più grande acquisizione della storia nel mondo dei semiconduttori. Attualmente l'affare è ancora soggetto ad approvazione normativa, che potrebbe richiedere fino a 18 mesi per essere finalizzata. Molte altre grandi aziende come Apple, Qualcomm, Amazon e Samsung sono tra i principali clienti di ARM, quindi bisognerà vedere come reagiranno a questa mossa. Nvidia però ha già dichiarato che rimarrà fedele al modello di licenza aperta precedentemente definito da ARM con le altre aziende per non creare conflitti con questi colossi. L'architettura ARM rimarrà quindi accessibile ad altri produttori di terze parti anche in futuro, mantenendo quello che era di fatto il business principale dell'azienda fino ad ora. Difficile dire quali vantaggi porterà questa acquisizione nel breve e lungo termine, unendo le forze però le due aziende potrebbero sicuramente crescere insieme in maniera vertiginosa. Cerchiamo quindi di analizzare quanto concordato tra Nvidia e ARM, per provare a capire a quali nuove frontiere potrebbero affacciarsi insieme in futuro.

Geforce Rtx 3080 Reference

Nvidia

Nvidia è sicuramente un nome molto popolare, sopratutto tra noi appassionati di videogiochi. Spesso però viene associata esclusivamente alla produzione di schede video, come la recente serie 3000 presentata poche settimane fa. Vediamo quindi da dove nasce Nvidia, come si è imposta sul mercato e quali grandi progetti ha attualmente in cantiere. Convinti che un giorno il PC sarebbe diventato un dispositivo di consumo per la fruizione di videogiochi e multimedia, Jen-Hsun Huang, Chris Malachowsky e Curtis Priem fondarono Nvidia nel 1993. Due anni dopo lanciarono sul mercato il primo prodotto NV1 con il porting di Virtual Fighter che divenne il primo gioco 3D accessibile dall'hardware Nvidia. Nel 1999 lanciarono sul mercato la prima unità di elaborazione grafica, un'idea che ha rivoluzionato l'intero settore.

Successivamente nel 2001 entrarono nel mercato della grafica integrata con Nforce e nel 2004 lanciarono la tecnologia SLI. Solamente un anno dopo l'azienda si prese l'impegno di progettare il processore per la console Sony Playstation 3, mentre nel 2008 lanciò il primo processore mobile chiamato Tegra. Proseguendo con lo sviluppo tecnologico e arrivando all'architettura Tesla, le GPU Nvidia diventarono il cuore del supercomputer più veloce al mondo nel 2010. Nel 2013 e 2014 vennero introdotti i nuovi processori mobile e conseguentemente i prodotti Nvidia Shield. Solamente un anno dopo Nvidia si tuffò nell'ambito del deep learning e nel mondo dell'intelligenza artificiale, sfruttando i progressi dell'architettura Pascal e proponendo una delle prime soluzioni di cloud gaming chiamata GeForce Now. Nel 2019 si avvicinò ulteriormente al mondo dei data center, veicoli autonomi e mercati grafici professionali, fino ad arrivare al 2020 con la recente acquisizione di ARM per proseguire il progresso tecnologico nei prossimi decenni.

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ARM

ARM Holdings è una società nata nel 1990 con sede a Cambridge. Conosciuta principalmente per la sua linea di architetture progettate per le unità di calcolo, diventò il leader nel mercato mondiale per aver raggiunto un perfetto equilibrio tra bassi consumi ed alta efficienza. La società infatti domina il settore dei microprocessori per smartphone, tablet, lettori multimediali, console portatili, router, hard disk di rete, così come altri dispositivi mobili alimentati a batteria. ARM progetta esclusivamente il design interno del processore, l'architettura ed il set di istruzioni, vendendo poi questa proprietà intellettuale su licenza ad altre aziende. L'architettura ARM viene quindi venduta come una sorta di modello dal quale partire per realizzare il proprio processore, avendo già gran parte del lavoro svolto. Già nel 2007 la famiglia ARM copriva il 75% del mercato mondiale dei processori a 32 bit per applicazioni embedded. L'architettura RISC su base ARM viene infatti utilizzata da Apple per realizzare i propri SoC (System-on-a-chip), integrati successivamente in tutti i prodotti Apple dotati di unità di calcolo. Anche Qualcomm utilizza la stessa base per produrre i propri processori Snapdragon, il cuore pulsante della maggior parte degli smartphone Android. Allo stesso modo tanti altri produttori sfruttano l'architettura progettata da ARM per applicazioni specifiche e realizzazione di sistemi embedded personalizzati.

L’unione fa la forza

Arrivati a questo punto avendo un paio di conoscenze nel campo dell'elettronica ed informatica vi sarete sicuramente accorti di quanto sia importante l'acquisizione di ARM da parte di Nvidia. Sia Nvidia che ARM Holdings possiedono tecnologie all'avanguardia, leader mondiali nei rispettivi settori nei quali operano. L'obiettivo principale di Nvidia è portare nei propri data center e laboratori tutte le proprietà intellettuali e gli ingegneri di ARM. Allo stesso modo però, essa potrà condividere le proprie conoscenze in merito alla tecnologia GPU ed IA per migliorare i prodotti ARM. C'è quindi un interesse comune nel collaborare per espandersi in due campi diversi, ma strettamente legati tra loro. Nvidia ha già annunciato l'intenzione di promuovere la diffusione di ARM nel campo della ricerca e sviluppo, utilizzando tecnologie di intelligenza artificiale gestite da un supercomputer dotato di chip ARM/Nvidia.

Nel mirino c'è quindi il ricco mercato dei data center per i quali Nvidia vuole produrre nuove architetture CPU, appositamente personalizzate per usi particolari. Questo potrebbe portare alla realizzazione di architetture scalabili per i numerosi data center sparsi in giro per il mondo. Oltre a ciò Nvidia potrebbe espandersi verso nuovi settori, utilizzando le tecnologie dell'intelligenza artificiale per raggiungere il mercato mobile, quello dell'automotive e ovviamente quello del personal computer. Allo stesso modo, avendo già integrato le tecnologie ARM nelle sue GPU con il supporto CUDA (Compute Unified Device Architecture), adesso Nvidia potrà integrare anche l'ISA (Istruction Set Array) per una migliore integrazione per i propri prodotti. Questo potrebbe cambiare un po' gli equilibri del mercato GPU sul quale si sta muovendo anche un importante concorrente come Intel. Per quanto riguarda il mondo del gaming, sicuramente l'architettura ARM porterà a delle ulteriori evoluzioni delle GPU Nvidia. Anche Nintendo potrebbe avvantaggiarsi di questa nuova collaborazione per la progettazione dei nuovi chip personalizzati dedicati a Nintendo Switch. Come già menzionato infatti, ARM è specializzata nella realizzazione di architetture particolarmente efficienti, utili per una console portatile come quella Nintendo. Insomma, all'orizzonte ci sono grandi opportunità, nate proprio dalla possibilità di unire gli ingegneri e proprietà intellettuali sotto un'unico tetto. Attualmente non sappiamo con esattezza quali sono le priorità nel breve periodo per Nvidia e ARM, ma possiamo sicuramente aspettarci delle ottimizzazioni in ogni settore nel quale sono coinvolte le due società.