Arm Holdings Plc es una empresa británica dedicada al diseño de software y semiconductores. Con sede en Cambridge, Reino Unido, tiene una larga historia de éxitos y fracasos. Su principal activo es, actualmente, el diseño de la arquitectura ARM. Con el cambio de siglo, los procesadores ARM fueron los elegidos por los fabricantes de teléfonos móviles. Luego vendrían tabletas, televisores, relojes, altavoces y toda clase de dispositivos inteligentes y conectados. Y prácticamente todos tienen un chip ARM en su interior.
Fabricados por empresas como Broadcom, Qualcomm, TSMC o Samsung, Arm Holdings Plc ha tenido este año unos ingresos de más de 3.000 millones de dólares gracias a la venta de licencias para diseñar y fabricar chips basados en ARM. Así que prácticamente cualquier dispositivo que tengas tendrá un chip ARM en su interior. Licenciado por Arm Holdings Plc pero fabricado por otras empresas.
La importancia del procesador o CPU (unidad central de procesamiento) está en importante labor. Se encarga de centralizar todas las tareas que debe realizar una máquina. La CPU conecta el resto de elementos, memoria RAM, almacenamiento, procesador gráfico, sensores, periféricos, etc. Así que el procesador ejecuta las instrucciones recibidas y administra los recursos disponibles. De hardware y de software. El éxito de los procesadores ARM llegó ante la necesidad de una CPU que fuera capaz de hacer su trabajo con un mínimo consumo eléctrico. De ahí su propagación en dispositivos con batería, al principio, y luego a toda una gama de electrodomésticos, automóviles y demás aparatos que necesitan procesado de datos eficiente. Pero no siempre fue así. En la era del PC, Intel y AMD tenían mucho más poder.
El PC personal y el estándar inesperado
Hagamos un viaje en el tiempo. A principios de los años 80 del siglo pasado, la informática vivió una pequeña gran revolución. Los componentes necesarios para fabricar un ordenador hacían posible crear máquinas pequeñas, que entonces se pasaron a llamar microcomputadoras o microordenadores. El PC u ordenador personal también nacía en esa época, de la mano de IBM. Eran caros, pero su precio había bajado mucho con respecto a las grandes computadoras anteriores, solo accesibles a bancos, grandes empresas y agencias gubernamentales. Los ordenadores de los 80 entraban en los hogares de miles de personas.
Pero no había un estándar. Cada fabricante tenía su propio procesador, con arquitecturas varias e incompatibles entre sí. Lo que hacía complicada la convivencia entre ordenadores de distinto fabricante. Y esto repercutía en la compatibilidad de los periféricos, el software y los documentos y archivos creados.
Lejos de ponerse de acuerdo, la selección natural hizo el trabajo sucio. Microsoft e Intel aunaron fuerzas para crear lo que se ha conocido como Wintel. Que no es más que promover la fabricación de ordenadores personales con procesador Intel, en aquel entonces x86, y con Microsoft Windows como sistema operativo. Esto arrinconó a empresas como Apple, Amiga, Atari o Acorn, que iban por libre. Y fabricantes como IBM, Compaq o Hewlett-Packard, decidían pasar por el aro de Microsoft e Intel. No importaba que otros procesadores fueran mejores, la arquitectura x86 de Intel se convertía en el estándar de facto. Dejando a los procesadores Motorola o PowerPC de IBM un porcentaje pequeño del mercado del PC doméstico.
Intel y AMD, los reyes de la era PC
Intel Corporation, conocida como Intel a secas, tiene más de 50 años de historia. Fundada en 1968 en Mountain View, California, fue durante muchos años uno de los principales fabricantes y desarrolladores de procesadores, semiconductores y toda clase de componentes para ordenadores, servidores y demás dispositivos. Pero, como vimos antes, su gran momento llega en la década de los 90 del siglo pasado cuando logra hacerse con el mercado personal de ordenadores.
Por su parte, AMD, acrónimo de Advanced Micro Devices, tiene una historia similar. Se funda en 1969 en Santa Clara, California. Y aunque no era tan popular como Intel, también se dedicó durante décadas a la fabricación y diseño de hardware, procesadores, sistemas SoC y demás componentes informáticos. Aprovechando el éxito de la relación Intel y Microsoft, decidió hacerse con parte del mercado fabricando sus propios chips o procesadores x86.
Su relación no siempre ha sido amistosa. Intel vio en AMD una amenaza, ya que fabricaba procesadores similares pero más económicos. Sin embargo, esto es agua pasada. A lo largo de los años, y a medida que ARM ganaba terreno, se han convertido, de manera indirecta, en los únicos en defender la arquitectura x86. Ambos con perspectivas y desarrollos independientes. Mientras que Intel controla más de un 70% del mercado de escritorio x86, AMD se queda con el 29% restante.
Procesadores ARM, Intel y AMD o elegir CISC frente a RISC
Ahora que ya conocemos, brevemente, cómo hemos llegado hasta aquí y el papel de ARM, Intel y AMD en la historia de la informática y los dispositivos electrónicos, toca comparar ambos procesadores. A un lado, los procesadores ARM. Licenciados por Arm Holdings pero diseñados y fabricados por multitud de empresas. Al otro lado, tenemos la arquitectura x86, representada por Intel y AMD. Intel la creó y AMD se subió al carro cuando empezó a tener éxito en la década de los 90 del siglo pasado.
La principal diferencia entre ambos procesadores se explica con dos acrónimos. RISC y CISC. En este artículo hablé de la constante rivalidad que ha habido en la industria entre ambos conceptos de cómo debe trabajar un procesador. El primero en llegar fue CISC, acrónimo de Complex Instruction Set Computer. Es decir, Computador con Conjunto de Instrucciones Complejas. Su creador fue IBM, y tenía como propósito crear instrucciones compatibles entre distintos ordenadores. Algo que no era posible en la era de las grandes máquinas de la primera mitad del siglo XX, más mecánicas que electrónicas. La arquitectura CISC dio paso a varias ramas de procesadores. Los IBM System/360, los PDP de DEC, los Motorola o Zilog y, los que más conocemos, los procesadores x86 de Intel y AMD.
Y, en un momento determinado, IBM se plantea crear otra arquitectura alternativa, RISC. Su acrónimo significa Reduced Instruction Set Computer, es decir, Computador con Conjunto de Instrucciones Reducido. En esta ocasión, se trataba de ejecutar instrucciones segmentadas o en paralelo. Menos consumo de memoria y más rapidez al procesar datos.
La arquitectura RISC no cuajó en el sector doméstico, pero sí tuvo adeptos en sectores profesionales como los servidores o los supercomputadores. Empresas como DEC, IBM, NEC, Siemens, Toshiba o Silicon Graphics, trabajaron con esta arquitectura en campos como la industria, las telecomunicaciones o el diseño gráfico. Antes de la llegada de la GPU, tal y como la conocemos, las CPU RISC eran la alternativa para procesar tareas tan complejas.
Las diferencias entre Intel, AMD y procesadores ARM
Vayamos a lo práctico. Qué hace mejores o peores los procesadores x86 o x86/64 frente a los procesadores ARM. Empecemos por la eficiencia energética, consumo eléctrico o autonomía, como queramos llamarlo. Es la principal baza de ARM frente a Intel y AMD, de ahí su éxito en dispositivos móviles, que funcionan con baterías eléctricas. Su rendimiento es idéntico con menos consumo, lo que supone una gran diferencia en teléfonos, relojes u ordenadores portátiles. Y en los tiempos que corren, con la integración de la inteligencia artificial en dispositivos y aplicaciones, esto va a ser cada vez más importante, ya que la IA requiere de mucha potencia de procesamiento para trabajar.
La eficiencia energética de la arquitectura ARM tiene varias ventajas. O varias lecturas. Da más autonomía a dispositivos móviles, con batería. Y reduce el consumo de ordenadores o máquinas conectadas a la corriente. Algo cada vez más importante en el contexto de ahorro energético, especialmente en tareas exigentes. Y esto tiene, como consecuencia, otra ventaja: la temperatura de los dispositivos. Los procesadores ARM se calientan menos. Esto alarga la duración de la batería y de todos los componentes del aparato. Y en ordenadores, implica que el uso de ventiladores sea mínimo. O incluso innecesarios.
Pero está claro que el éxito de ARM frente a Intel y AMD no está solo en el aspecto energético. Si su velocidad o potencia de procesado fueran inferiores, no serían competencia. Las pruebas de rendimiento actuales permiten comparar procesadores Intel, los recientes M4 de Apple y los populares Snapdragon de Qualcomm. Y ARM ofrece mejores resultados frente a Intel y AMD, en especial en tareas que combinan varios núcleos.
Intel y AMD y el comodín de la compatibilidad
Si la arquitectura x86 de Intel y AMD siguen en sectores como el gaming o el ordenador personal, se debe principalmente al apoyo indirecto de Microsoft o Valve, entre otros. O, mejor dicho, a los remanentes de la relación Intel y Microsoft que vimos en los años 90. Microsoft Windows sigue siendo el sistema operativo más utilizado en ordenadores personales. Aunque Android es el rey de los dispositivos móviles, y Linux hace de las suyas en ámbitos especializados como servidores y supercomputación, Windows sigue por encima del 73% en el ámbito del PC de escritorio.
Y en el gaming, la tienda de juegos más popular, Valve, sigue teniendo un porcentaje elevado de jugadores con Windows, pese al éxito de su consola portátil basada en Linux. En concreto, a noviembre de 2024, más del 96% de jugadores de Valve tienen un PC con Windows.
Pero esto está cambiando. Apple dio el salto a ARM con sus chips Apple Silicon. Y Microsoft ya ofrece versiones de Windows compatibles con ARM. Es más. Los ordenadores o híbridos de Microsoft, conocidos como Surface, utilizan ya chips Snapdragon. Es decir, procesadores ARM. La clave está en la industria del videojuego. El sector móvil ya supera al videojuego de sobremesa o de consola. Y esto da más peso a ARM. Por su parte, Apple intenta dar facilidades a la industria para que porten juegos importantes. Pero queda mucho por hacer.
De la era PC a la era post PC y móvil
Intel lleva varios años en crisis. Tras décadas siendo el principal fabricante de procesadores, empresas como NVIDIA, Qualcomm o TSMC le han arrebatado el puesto. El PC ya no es el centro del ecosistema tecnológico. La automoción, la internet de las cosas, el Cloud Computing o la inteligencia artificial o la realidad aumentada son tecnologías que han arrinconado el ordenador personal y que necesitan otro tipo de chips. Más eficientes en lo energético pero tanto o más rápidos. Y ahí, la arquitectura RISC, y en especial, los procesadores ARM, se han logrado hacer con el favor de fabricantes y desarrolladores. También las GPU se han hecho con parte del pastel. Las unidades de procesamiento gráfico, encabezadas por NVIDIA, están dando respuesta a las necesidades de estos sectores y tecnologías en alza.
Por otro lado, las facilidades que dan las licencias de ARM permiten que cada fabricante adapte esta arquitectura a toda clase de dispositivos y ámbitos de uso. A diferencia de los procesadores x86/64, que perviven en servidores y ordenadores domésticos, pero que apenas tienen relevancia en dispositivos móviles. E incluso el sector del PC personal está dando el salto a ARM. Los chips de Qualcomm y demás fabricantes ya permiten medirse cara a cara y ofrecer un alto rendimiento en ordenadores personales y profesionales. Solo hay que ver la buena aceptación de los procesadores Apple Silicon en los Macs de Apple. Y los buenos resultados en pruebas de rendimiento.