История «отца» процессорных технологий компании.

Не разразившаяся катастрофа с iPad Pro

Около года тому назад в Apple могла вот-вот разразиться катастрофа. Мега-планшет iPad Pro не был готов к весеннему релизу. Ни аппаратную, ни программную составляющие, ни стилус нельзя было показывать людям. Так что главе компании Тиму Куку пришлось принять непростое решение о переносе релиза планшета на осень. Так инженеры Apple получили отсрочку и время на доработку продукта. А один из управленцев компании Джони Сруджи́, напротив, попал в цейтнот. Этот человек — вице-президент Apple по аппаратным технологиям. Он возглавляет подразделение, которое создает процессоры для iPhone, iPad, Apple Watch и Apple TV.

Изначально планировалось оснастить новый мега-планшет чипом A8X, то есть тем же, что установлен в iPad Air 2 и разработанным в 2014 году. Но отсрочка и осенний релиз подразумевали, что анонсировать iPad Pro будут вместе с iPhone 6s, в котором используется уже следующее поколение процессоров — A9.

Такие проблемы обычно мешают руководителям техотделов спокойно спать по ночам. Важность iPad Pro нельзя умалять, ведь это — фактически, билет Apple на корпоративный рынок. Со старым процессором на борту он бы терялся на фоне iPhone 6s. И у Джони Сруджи́ не оставалось другого выхода, как сократить цикл выпуска нового планшетного чипа A9X на полгода. К счастью, инженеры справились с этой задачей, и iPad Pro действительно вышел в продажу вовремя (по измененному графику), с новым сумасшедшим в хорошем смысле слова процессором и крутым 12,9-дюймовым экраном, на котором помещается 5,6 млн пикселей.

Джони Сруджи́ щедро наградили за успех, в декабре 2015 года он стал одним из команды управленцев Тима Кука и получил 90 тыс. акций Apple (в его полное владение ценные бумаги перейдут через 4 года).

Главное, что об этом человеке заговорили, впервые с 2008 года, когда он стал частью Apple. А сейчас он возглавляет такое подразделение в компании, о котором известно меньше всего, и которое, наверное, является самым важным для нее.

Создатели процессоров в Apple — художники

С 2010 года, когда свет увидел первый фирменный процессор A4 для оригинального iPad, компания из Купертино начала свое проникновение в мир кремния. Сейчас в Apple разрабатывают собственные однокристальные системы, чтобы сделать продукты компании уникальными и выделить их среди конкурирующих устройств. Эти процессоры обеспечивают отлаженную работу в среде iOS, при эффективном соотношении энергопотребления к скорости обработки данных.

Среди разработанных в Apple чипов есть разные изделия, заточенные на выполнение уникальных функций при четком взаимодействии друг с другом. Например, оригинальный процессор изображений и фирменный контроллер внешней памяти в совокупности позволили реализовать такую фишку как Burst Mode (режим серийной съемки). Да-да, он есть в большинстве современных флагманских смартфонов, но ни один не способен делать серии снимков по 999 фотографий в каждой на скорости 10 кадров в секунду.

При этом инженеры и дизайнеры могут годами прорабатывать подобные особенности, не разглашая подробностей среди партнеров-поставщиков вроде Samsung, которые и производят сами SoC для Apple.

В самом эпицентре всей этой деятельности в Apple и находится Джони Сруджи́, 51-летний израильтянин который пришел в компанию после сотрудничества с IBM и Intel. Это невысокий коренастый, очень собранный человек, прекрасно говорящий на иврите, арабском и французском языках. На английском он изъясняется с небольшим акцентом. Когда Сруджи́ говорит об Apple, его речь становится похожей на буддийские коаны — без конкретики или логической подоплеки.

«Трудности — это хорошо, а все, что легко — есть пустая трата времени», — так он отвечает на вопрос о тонком корпусе iPhone.

«Создатели процессоров в Apple — художники, а инженеры — настоящие волшебники», — это уже ответ на другой вопрос.

Если речь идет о чем-то неконкретном, он даже может развить тему: «Когда дизайнеры признаются, что им трудно, у меня есть один ответ. Если трудности не противоречат законам физики, но, кажется, что их сложно преодолеть, то это вполне выполнимая задача».

Чему Стива Джобса научил первый iPhone

Недавно Джони Сруджи́ провел несколько дней с журналистами из Bloomberg и даже провел им экскурсию по лабораториям Apple, где занимаются разработкой чипов — в Купертино (США) и в Герцлии (Израиль).

Этот шаг руководства Apple к публичности можно назвать стратегическим. Ведь в конце прошлого года многие инвесторы компании начали активно избавляться от ее акций, что в свою очередь привело к снижению стоимости ценных бумаг более чем на 25%.

К тому же хор критиков-прогнозистов, не умолкая, твердит о снижении спроса на iPhone. Дескать, народ полностью доволен уже имеющимися у них гаджетами и не станет тратить еще несколько сотен на скорое обновление смартфона. (А ведь в марте производитель планирует анонсировать iPad нового поколения и iPhone с дисплеем меньшего размера, в которых, по словам анонимных источников, используются процессоры A9X и A9, соответственно.)

Обычно в ответ на подобные выпады против Apple руководство ссылается на Джони Айва и его команду продвинутых дизайнеров. Еще удобно рассказывать об элегантном алюминиевом корпусе или каком-то уникальном фирменном приложении или новой особенности новинки. У производителя всегда найдется козырь в рукаве, которым он и собирается привлекать пользователей. Но никогда до этого Apple еще не рассказывала об одной из самых важных деталей в iPhone — о процессорах.

Сам Джони Сруджи́ говорит: «Мне кажется, что это настолько круто, что молчать об этом нельзя. Надеюсь, мы не выболтаем слишком много».

Когда в 2007-м анонсировался первый iPhone, Стив Джобс был в курсе всех его недостатков. Нет фронтальной камеры, слабый аккумулятор, сотовая связь 2G от AT&T оставляла желать лучшего. Назвать новый смартфон мощным и производительным тоже язык не поворачивался. Один из бывших инженеров Apple, который трудился над первой версией iPhone, заявлял, что использованные в нем технологии были на тот момент действительно суперсовременными. Но и возможности гаджета оказались ограниченными, потому что в нем применялись компоненты, независимо друг от друга производимые разными поставщиками. (Например, некоторые установленные в iPhone 2G чипы Samsung, изначально разрабатывались корейцами для DVD-плееров.)

Стив пришел к выводу, что самим создать уникальный и крутой гаджет можно лишь одним путем — разработать собственный процессор для него.
Джони Сруджи́

Один из лучших профессионалов в Apple на тот момент, вице-президент по инженерии Боб Мэнсфилд, нанял для этого Джони Сруджи́, сотрудника IBM с большим потенциалом. Чтобы переманить будущую звезду в сфере разработки процессоров, пришлось пообещать ему возможность создать новый чип с нуля.

Как ковалось «процессорное железо»

Само решение разрабатывать собственные процессоры стало для Apple весьма рискованным. Будучи крошечной деталью, не больше почтовой марки, процессор является главным компонентом в любом электронном приборе. Именно благодаря процессору все привычные мелочи вроде написания текстовых сообщений, фотосъемки, игр и просмотра ленты в Facebook кажутся такими элементарными. Маленькие импульсы энергии стремятся от аккумулятора через миллионы крошечных транзисторов, за доли секунды запуская множество команд и ответов на них.

Чип — будто город с запутанной инфраструктурой, который помещается на кончике пальца. А если процессор работает недостаточно хорошо, гаджет «тормозит», зависает, и пользователю просто хочется разбить его об стену.

Когда в ПО есть баг, нужно только выпустить обновление прошивки. С процессорами все по-другому.

Если один из транзисторов неисправен, все, конец. Каждый из множества транзисторов должен работать идеально. Процессоры не терпят даже таких мелких недочетов.
Джони Сруджи́

Среди производителей персональных гаджетов распространена практика по аутсорсингу производства процессоров профессионалам. Это компании вроде Intel, Qualcomm, Samsung. Они тратят миллиарды, чтобы сделать свои процессоры идеальными, а само производство — недорогим.

Да, Apple участвовала в разработке процессоров для компьютеров Macintosh, но Стив Джобс в 2005 году отказался от такой практики, выбрав более мощные чипы от Intel. Процессоры от этого производителя до сих пор используются в «Маках».

Когда Джони Сруджи́ пришел в Apple, команда из 40 инженеров уже делала попытки интегрировать процессоры от разных производителей в iPhone. К апрелю 2008-го команда увеличилась до 150 человек, пополнившись ребятами из P.A.Semi. Это стартап из Кремниевой Долины, чьи сотрудники придумали, как сделать процессоры значительно более энергоэффективными.

Команда Сруджи́ активно взаимодействовала и с другими подразделениями — от программистов, которым нужен был мощный процессор для поддержки новых функций смартфона, до дизайнеров Джони Айва, которые планировали сделать iPhone тонким и изящным.

Один из инженеров, присутствовавший тогда на планерках у Сруджи́, вспоминает, что управленцы из других подразделений готовились к таким мероприятиям очень основательно. Ведь поддержка главного разработчика процессоров означала, что и их идеи таки будут воплощены в жизнь. Этот дотошный умник заваливал инженеров техническими вопросами о том, что делать, если какой-то процесс не будет работать по плану. Он мог спросить, не помешает ли работе других компонентов чипа пластиковая деталь другой формы.

Впервые о работе Джони Сруджи́ и его команды заговорили публично в 2010-м, когда были представлены первый iPad и iPhone 4. Процессор A4, используемый в гаджетах, стал модифицированной версией стандартного дизайна ARM. Этот чип специально разрабатывали под новый дисплей Retina с высоким разрешением. По словам самого Сруджи́, создание такого чипа стало настоящей гонкой: «Самолет уже был на взлетной полосе, и мы закончили ее строительство как раз вовремя».

В течение последующих лет инженеры Apple совершенствовали созданную ими оригинальную схему. Новые SoC дорабатывались, чтобы обеспечить поддержку биометрического сенсора, видеозвонков, персонального ассистента Siri с голосовым управлением. Когда конкурирующие производители начали выпускать Android-планшеты, в их устройства в большинстве случаев встраивались обычные мобильные процессоры. Тогда как Apple в 2012-м (для iPad третьего поколения) создали уже специальный планшетный чип (A5X и затем A6X). Благодаря такому подходу, в iPad появился дисплей высокого разрешения без удара по производительности и качеству работы гаджета.

Такие таинственные системы-на-чипе от Apple привлекли внимание всей процессорной индустрии. Но конкуренты особо не вникали в вопрос до релиза iPhone 5s в 2013 году. Новинку оснастили процессором A7, первым 64-битным чипом для смартфона. Это был страшный удар по всей индустрии, даже и не думавшей на тот момент о внедрении 64-битных систем в мобильные устройства.

Технология дала зеленый свет совершенно уникальным особенностям вроде бесконтактных платежей Apple Pay или сканера Touch ID. Разработчикам пришлось адаптировать приложения, чтобы они соответствовали новому стандарту. Но благодаря 64-битной архитектуре работа приложений в целом значительно в iPhone улучшилась при экономном использовании оперативной памяти.

Здесь нельзя не отметить важность контроля Apple над аппаратной и программной составляющей. У компании появилась возможность полностью шифровать содержимое гаджетов, оберегая приватность ее пользователей. И уже этот вопрос вызвал ожесточенные споры среди обывателей, аналитиков и политиков в связи с многочисленными требованиями полиции и ФБР открыть следствию доступ к хранящимся в смартфонах данным. Лишь история с iPhone стрелка из Сан-Бернардино чего стоит.

Один из крупнейших производителей процессоров Qualcomm решил тогда полностью свернуть производство 32-битных чипов и все ресурсы бросить на разработку актуальной схемы, «как у Apple». Производители смартфонов как один требовали новинку — «блестящий новый чип», — как сказал Райан Смит, один из журналистов AnandTech. Этот ресурс немало материалов посвящает разбору дизайна разных процессоров. По словам Смита, A7 действительно перевернул процессорный мир с ног на голову.

Джони Сруджи́ не может скрыть улыбки, когда вспоминает реакцию производителей чипов на новинку A7.

Когда мы беремся за проблему, значит, никто не смог решить ее для нас. Или же у нас родилась такая уникальная идея, что правильно воплотить ее в жизнь сможем только мы сами.
Джони Сруджи́

Кто же он, еще один Джони

Джони Сружди́ родился в Хайфе, крупном городе на севере Израиля. Он был третьим ребенком из четверых в семье арабов-христиан. А ведь это настоящее меньшинство в меньшинстве в еврейском государстве.

Хайфа – город с очень разнообразным населением. Там живут и христиане, и мусульмане, и иудеи, и бехаисты. Там представлены разные религии, причем все живут рядом в мире и гармонии. Для меня – это пример интеграции.
Джони Сруджи́

Отец Сруджи́ владел бизнесом, связанным с металлическим литьем, и с 10 лет Джони проводил выходные и каникулы на производстве, вырезая деревянные формы для выплавки будущих автомобильных деталей, медицинского оборудования и другой техники. У его отца был необычный подход к бизнесу: он брал меньшую плату с клиентов за сложную работу, а вот простые заказы стоили недешево. «И если появлялся такой заказ, которого мы еще ни разу не выполняли, отец тут же хватался за него», — вспоминает сам Джони.

Глава семьи, которого не стало в 2000 году, всегда требовал не привязываться к семейному бизнесу. Он считал образование более важным. В старших классах школы Джони отлично успевал по математике, физике, химии и естественным наукам. С компьютерами он познакомился во время занятий с учителем, который преподавал в Технионе, Израильском технологическом институте. Тогда это была одна из самых лучших инженерных школ мира.

«Это была любовь с первого взгляда», — делится воспоминаниями Сруджи́.

Потом он таки поступил в Технион, ночами изучал программирование, записывая код от руки в компьютерной лаборатории, и успешно получил степени бакалавра и магистра по информатике.

На тот момент сфера была очень прогрессивной. И я не удивлена, что он попал туда, где работает сейчас.
Орна Берри, вице-президент подразделения Growth and Innovation израильского центра разработок EMC, знает Сруджи́ по Техниону

После выпуска Джони Сруджи́ устроился в IBM. Тогда компания разместила в Хайфе свой крупнейший исследовательский офис за пределами США. Так в IBM старались привлечь таланты, выпускников Техниона и других израильских университетов. Здесь молодой специалист изучал распределенные компьютерные системы — новую отрасль, в которой компьютеры из разных локаций работают в единой системе, выполняя технически сложные вычислительные задания. Тогда обеспечение корректной работы таких систем требовало больших умений по настройке самих машин и написанию программных алгоритмов для них.

Он получал задание и выдавал идеальный результат в течение дня. Тогда я задумывался: он гений или не спит ночами? Зачастую оказывалось, что обе мои догадки верны.
Одед Кон, вице-президент и директор исследовательской лаборатории IBM в Хайфе, первый босс Джони Сруджи́

В Израиле обстановка между евреями и арабами весьма напряженная. Но для Сруджи́ это никогда не имело значения. Кон, который до сих пор дружит с Джони, утверждает, что вопрос религии и национальности никогда не поднимался в их общении: «Техники относятся к себе подобным, оценивая исключительно их личность и технический талант. О другом вы не думаете, просто работаете вместе. Все остальное не играет роли».

В 1993 году Джони Сруджи перешел работать в Intel. Там он придумал технологию для симуляторов, тестирующих полупроводниковый материал. Во время визита в США в 1999-м Джони умудрился за 20 минут выбить себе 3-летнюю стажировку в исследовательской лаборатории Intel в Остине, шт. Техас. Туда Сруджи́ отправился вместе с менеджером Intel из Израиля Ури Вайзером. Не зная о вероисповедании Джони, Вайзер опрометчиво пригласил его на памятное мероприятие в одну из техасских синагог.

Он посмотрел на меня и сказал: «Я араб-христианин». На что я ответил: «Ну, тогда присоединяйся и узнай побольше о культуре страны, в которой ты живешь». И он согласился. Он сидел в синагоге в ермолке и повторял за окружающими все их действия.
Ури Вайзер

Сейчас Джони Сруджи́ живет буквально в нескольких милях от штаб-квартиры Apple на Infinite Loop, 1. Он водит черный Мерседес, а по выходным посещает тренажерный зал и катается на велосипеде. Он часто улыбается и, смеясь над шуткой с репортерами, может потрепать собеседника по плечу. Джони краснеет от комплиментов, но тут же замыкается, если чувствует, что тема разговора приближается к корпоративным секретам. «Я не могу говорить об этом в деталях», — таков его обычный ответ на подобные вопросы.

Его друзья отмечают, что Джони стал излишне осторожным. Так, однажды он пригласил своего товарища по Intel Ури Вайзера в Apple, чтобы тот прочитал сотрудникам лекцию о разработке процессоров. После презентации ассистент провел Вайзера в пустой офис Сруджи́. Все бумаги на столе были перевернуты текстом вниз. Потом появился сам Сруджи́ и выпроводил товарища со словами: «Это Apple, тебе нельзя здесь сидеть. Подожди меня у секретаря. Если тебе нужно в туалет, она проводит тебя».

Работа с секретами Apple

Визит журналистов из Bloomberg Businessweek на рабочее место Джони Сруджи́ оказался занимательным.

Владения Джони Сруджи́ располагаются в одной из лабораторий неподалеку штаб-квартиры Apple на Infinite Loop, 1, буквально в 10 минутах езды. Небольшой автобус-шаттл отвозит его на место — к невысокому строению в предместье Санта Клара.

Один из помощников встречает Джони и проводит его через несколько закрытых помещений в комнату, где и проходят тестирование новые процессоры. Все здание окутано тишиной, слышно лишь гудение кондиционеров. На больших черных ящиках, составленных вместе и напоминающих льдоуборочные машины от Zamboni, мигают лампочки. Комната для тестов белая и чистая, но полна кабелей с огромными вилками. По полкам расставлены старые модели Mac, и все оборудование управляется удаленно. Гудящие коробки — это компьютеры, на которых запущены специальные программы для проверки процессоров на наличие возможных неполадок в архитектуре. Тестирование проходит вот как: вначале несколько дней тестируется один компонент системы-на-чипе, затем испытанию подвергается следующий, пока работа всех деталей не будут оценена в полной мере. На это может уйти и несколько месяцев.

Мы нагружаем наши чипы по максимуму, если повезет, при достаточном старании мы выявим возможные неполадки до того, как продукт отправится в массовое производство.
Джони Сруджи́

В соседнем кабинете тестируют схемные платы. Они подключены друг к другу, имитируя расположение плат в iPad и iPhone. А программисты, находящиеся в любой точке мира, могут подключиться к этим системам и посмотреть, как их код работает на том или ином iOS-устройстве с новым процессором. (Точнее, на его имитаторе.)

Потом Сруджи́ отправляется дальше. Автобус увозит его еще на несколько миль, в другое ничем не примечательное небольшое здание, принадлежащее Apple. Там прототипы процессоров проходят тесты на собранных по соответствующим требованиям Mac Mini. Эксперименты подразумевают большие нагрузки, работу при разных температурах и давлении. В таком помещении, в окружении работающих системных плат и электронных приборов чувствуешь себя будто внутри Матрицы. Сружди́ признается, что такого никто из посторонних не видел раньше.

Одна из лабораторий Apple в Купертино — занимается тестированием прочности чипов

Выглядит все очень круто и серьезно. Джони Сруджи́ не говорит о затратах на работу его подразделения. Но есть данные, что только в прошлом году Apple потратила на исследования и разработки $8,1 млрд (в сравнении с $6 млрд в 2014-м и $4,5 млрд в 2013 году). Аналитики считают, что повышение расходов связано с разработкой процессоров самой Apple. Все, что Джони готов рассказать о своем бюджете, это то, что Тим Кук не вникает в его подробности. 



Я руковожу расходами очень аккуратно и экономно. Я уверен, что инженеры работают лучше, когда знают об ограничении на бюджет, инструменты и ресурсы. Если стать небрежным в финансах лишь потому, что у тебя денег в избытке, дела пойдут плохо. Это неправильная позиция.
Джони Сруджи́

Зависимость все равно сохраняется

Компания Apple не может полностью управлять своей судьбой. Во многом она очень зависит от поставщиков. Дисплеи поставляют корейцы из Samsung и LG, а сотовые модемы — Qualcomm. Тайваньская фирма TSMC и Samsung отвечают за производство процессоров. Так что способность Apple обеспечить предложение в ответ на спрос как раз и зависит от производственных возможностей ее партнеров.

Кроме того, компания из Купертино все еще уступает Samsung в некоторых моментах в производстве чипов. Например, в том, как присоединить модем к центральному процессору для экономии места. Или в том, как перейти от 20-нанометрового процесса производства на 16-нанометровый, вместив в систему-на-чипе еще больше транзисторов и сохранив эффективный дизайн SoC в более компактной форме.

Если бы речь шла о «железе», а не о маркетинге Apple, я бы признал, что процессоры от Samsung лучшие.
Майк Делмер, старший аналитик по мобильным процессорам в консалтинговой фирме Linley Group

Распыляться нельзя

Само собой, для Apple работа в процессорной сфере — это лишь начало, первые шаги в верном направлении. Пока что производитель полностью полагается на сторонних поставщиков Wi-Fi-модулей, но, вероятно, так будет не всегда. Хотя сам Сруджи́ признается, что не хотел бы вникать в работу с технологией Wi-Fi. А еще Apple могла бы начать производить собственные аккумуляторы — по примеру Tesla. Но Джони не в восторге и от этой идеи.

Поскольку у производителя iPhone хорошо получаются мобильные процессоры, он может заняться разработкой и обычных чипов для компьютеров Mac. Хотя Джони Сруджи́ считает, что уж он-то этим заниматься не будет. Вице-президент Apple по аппаратным технологиям трезво осознает, что миссия его команды все же ограничена, у нее есть предел: «Если мы начнем хвататься за все на свете, это будет неразумно». [Bloomberg]

• До ←

  Apple выпустила трогательное видео ко Дню Матери

• После →

  Фил Шиллер просит: Не говорите «айпэдов» и «айфонов»