Pieter Edelman
2 September 2010

Arm is energiezuinig en tegenwoordig ook krachtig genoeg om de concurrentie met X86 aan te kunnen in een tradtioneel Intel-domein als embedded computers. Een rondgang langs leveranciers leert echter dat de Britse architectuur hier nog niet echt voet aan de grond heeft gekregen.

Arm, de Britse IP-maker met de gelijknamige processorarchitectuur, is de laatste jaren voorzichtig aan het snuffelen buiten zijn traditionele domein van diep embedded toepassingen. Na de smartphones ligt de markt voor de grote broer hiervan voor de hand: tablets. Maar de Britten denken al een stuk verder verder. Netbooks en zelfs servers, waar Intels architectuur de dienst uitmaakt, zouden ook best op Arm-silicium kunnen draaien. Hoe dit zal lopen, is koffiedik kijken. De verwachte stortvloed aan Arm-gebaseerde netbooks is tot nog toe weliswaar uitgebleven, maar de (met een Arm-processor uitgeruste) Ipad bleek een ware hit te zijn. Marvell zegt dit jaar met een serverchip te komen gebaseerd op Arm.

De reden voor deze ontwikkeling is energiegebruik. Arm komt vanuit de embedded-hoek met batterijgevoede toepassingen. Energiegebruik was daar altijd al een prioriteit. De Risc-architectuur betekent bovendien een efficiënt gebruik van de beschikbare transistoren. Aan de andere kant hebben de voortschrijdende procestechnologie en verbeteringen in de architectuur de Arm-chips zo‘n grote prestatieverbetering gegeven, dat ze best in de traditionele Intel-domeinen zijn in te zetten.

De vraag dringt zich daarom op of deze trend ook waarneembaar is bij de embedded computers. Traditioneel zijn die vooral gebaseerd op de X86-architectuur, schalend van de relatief zuinige notebookexemplaren tot de krachtige serverversies. Naast Intel en AMD heeft Via een lijn X86-processoren die specifiek gericht is op de embedded-computermarkt. Bij machines, voertuigen en andere embedded-computerdomeinen wordt de roep om verminderd energiegebruik echter steeds luider. Bovendien zijn de marges bij X86 een stuk hoger dan bij de diep-embedded-architecturen, wat die processoren aanzienlijk duurder maakt.

Minder populair

Een rondje langs de grote embedded-computerleveranciers leert dat deze Arm voorlopig niet als een belangrijke speler zien. Nu is het aanbod aan embedded computers en gerelateerde producten gigantisch, dus voor zo ongeveer elke technologie is wel een gebruiker te vinden. Bij het leeuwendeel van de embedded computers, box-pc‘s en enkelbordcomputers is het echter Intel wat de klok slaat. ’Intel heeft een fantastisch aanbod. Wij hebben veel meer discussies met klanten over de ene of andere Intel-processor dan over merk A of B‘, zegt Edwin Brandse van Koning & Hartman. ’We hebben de afgelopen paar maanden meerdere seminars gehouden waar de nieuwste Intel-architectuur centraal stond. Stuk voor stuk waren ze helemaal vol en moesten we mensen teleurstellen. Daarbij ging het zowel om embedded boxcomputers als bijvoorbeeld om industriële panel-pc‘s.‘

Eurotech_Aludra
Intels Atom is een hit in embedded computers. De processor is relatief energiezuinig en goedkoop en kan daarmee de concurrentie met Arm, Mips en PowerPC goed aan.

Wat betreft niet-X86-processoren was PowerPC altijd een belangrijke speler. Dat lijkt nog steeds het geval. Als iets anders dan Intel gewenst is, wordt vaak gegrepen naar de QorIQ-controllers van Freescale, die gebaseerd zijn op deze architectuur.

Waar de alternatieve architecturen wel een belangrijke rol spelen, is in de telecommunicatie. Daar worden dedicated processoren ingezet voor het verwerken van de IP-pakketten, al dan niet in combinatie met een Intel-CPU. Dit soort netwerkprocessoren is vaak gebaseerd op een aantal PowerPC- of Mips-cores.

Arm is de afgelopen jaren minder populair geworden in embedded computers. In het verleden waren Intels XScale-processoren hier nog wel met enige regelmaat te vinden, maar in 2006 deed Intel deze lijn van de hand. Op dit moment zijn er echter nog wel degelijk vele, vooral kleine, leveranciers te vinden die Arm-silicium van allerhande makelij aanbieden op hun bordjes. Volgens Evoc, dat ook een Arm-lijn heeft, slijt het deze producten vooral in de medische, automatiserings- en HMI-markten.

Verwend

Er zijn verschillende redenen voor dat Intel in embedded nog steeds zo succesvol is. Ten eerste is er de software. Bij een bestelling van enkele honderden bordjes maakt de ontwikkeling een relatief groot deel uit van de totale kosten. Het is dus verstandig om niet te snel over te stappen op een andere processorarchitectuur, want dan zou de software gedeeltelijk herschreven moeten worden.

Een andere reden is dat Intel ook niet stilzit op het gebied van energiebesparing. De chipreus heeft daar grote vorderingen geboekt en weet dat zeker ook heel goed te verkopen. Met name de introductie van de Atom-microarchitectuur bleek een schot in de roos. Naast een brede stroom netbooks bracht de processorlijn ook zuinige, minder krachtige embedded computers.

Intel integreert zijn processoren ook steeds meer met de peripherals, zoals dat ook bij de microcontrollers het geval is. De twee groeien dus naar elkaar toe.

Of er in de toekomst verandering komt in de dominantie van Intel, is natuurlijk moeilijk te zeggen. Rebecca Choi van Evoc denkt dat Arm best eens een belangrijke speler kan worden. Wat in ieder geval helpt, is dat software steeds minder de afhankelijkheid van een processor bepaalt. Softwareleveranciers bieden steeds vaker ondersteuning voor meerdere platforms en een besturingssysteem als Linux draait net zo makkelijk op Arm als op X86. Carsten Rebmann, product sales manager bij Advantech, denkt dat de Arm-architectuur een kans maakt als de chipmakers hun producten inzetten voor een specifiek gebied en daar een goede en complete ontwikkelomgeving voor leveren. ’Gebruikers zijn vandaag de dag een beetje verwend. Bij X86 krijg je er veel bij, dat is wat dat betreft wat makkelijker.‘