Por que Amazon, Google e Microsoft estão projetando os próprios chips

No processo de se transformar de uma livraria online em um gigante da computação em nuvem, a Amazon tornou-se um dos maiores compradores dos chips de computador que alimentam seus data centers. Conforme seu negócio de nuvem se expandiu, a empresa tornou-se cada vez mais determinada a projetar seus próprios chips em vez de comprá-los. A mudança pode ter implicações potencialmente drásticas para um aspecto crítico da indústria de tecnologia – e  pode ser ameaçadora para os tradicionais fabricantes de chips, como Intel e Advanced Micro Devices.

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A Amazon começou a sinalizar suas intenções já em 2015, quando adquiriu o Annapurna Labs, pequeno designer israelense de chips. Desde então, tornou-se agressiva no desenvolvimento de chips projetados especificamente para os próprios data centers da Amazon Web Services. “Este trabalho é fundamental – assim que melhoramos o hardware, tudo o que for executado nele será melhor”, diz Nafea Bshara, cofundador do Annapurna que agora é vice-presidente da AWS. A equipe do Annapurna cresceu dez vezes desde a aquisição.

O Smugmug, um serviço de fotos online que usa a AWS para mostrar bilhões de fotos a seus usuários diariamente, diz que reduziu seus custos com a AWS em até 40% apenas mudando para um serviço AWS executado no chip interno da Amazon, com a marca Graviton. A AWS ainda depende principalmente dos chips da Intel, mas a Amazon cobra do Smugmug 20% menos pelos serviços que utilizam seu próprio hardware, e o Smugmug consegue comprar menos capacidade de computação porque os chips da Amazon levam 20% menos tempo para executar suas tarefas. “Isso representa uma conta muito menor para nós, sem realmente termos que fazer nada”, disse o CEO da Smugmug, Don MacAskill.

A Microsoft e o Google da Alphabet também estão trabalhando em chips especializados . Em parte, a tendência reflete como a atual safra de gigantes da tecnologia é diferente das operadoras de data center do passado, que não tinham recursos para gastar centenas de milhões de dólares no design de seus próprios chips.

Há também uma mudança técnica em andamento, iniciada com o surgimento dos smartphones. Enquanto a Intel e a AMD estavam fabricando chips para data centers que priorizavam a velocidade, os dispositivos móveis exigiam processadores que usavam o mínimo de energia possível, para que os aparelhos não apagassem antes do final do dia. À medida que a demanda por esses dispositivos disparou, houve um imenso incentivo para melhorar os chips de baixo consumo de energia, que começaram a encurtar a lacuna de desempenho com os modelos potentes para atividades de data center.

A eficiência energética tornou-se cada vez mais importante. Em 2025, os data centers deverão consumir 15% da eletricidade mundial, comparados a cerca de 2% no ano passado, de acordo com a Applied Materials, maior fabricante de equipamentos para produção de chips. Manter baixo o consumo de energia está se tornando mais importante do que o custo dos próprios chips para os proprietários dos data centers.

A tecnologia estrutural dos chips de smartphones de baixa potência é desenvolvida pela Arm Ltd., empresa britânica de semicondutores que os licencia, mas não fabrica os chips por conta própria. A Amazon e a Microsoft usam a Arm como base para seus designs de chips internos. Os chips Graviton foram inicialmente usados ​​apenas em casos especiais, mas desenvolveram-se provavelmente nos primeiros chips baseados na Arm apara ser um concorrente confiável para as ofertas de data center de uso geral da Intel. “É um renascimento nos semicondutores”, diz Jon Bathgate, investidor da NZS Capital, firma de investimentos sediada no Colorado

Como Amazon, Google e Microsoft competem por clientes de computação em nuvem, as virtudes específicas de seus chips podem se tornar um ponto de venda, diz MacAskill doe Smugmug. “Vai ficar muito interessante quando esses provedores de nuvem começarem a se diferenciar ainda mais.”

Nenhuma dessas empresas fabrica os novos chips que projetam; elas contam com a mesma cadeia internacional de fornecimento que tem estado sob tensão durante a pandemia do coronavírus. Se essa crise continuar, isso retardará o progresso e reduzirá lucros.

Além disso, há a aquisição pendente da Arm pela Nvidia, ela própria uma designer de chips usados ​​em alguns data centers. A Nvidia prometeu manter aberto o acesso à tecnologia da Arm e diz que não tem motivos para não o fazer. Alguns dos clientes da Arm já expressaram preocupação aos reguladores considerando a possibilidade de aprovar o acordo. Essas reclamações não são públicas, mas a Bloomberg News informou que o Google, a Microsoft e a Qualcomm estão entre as empresas que as fizeram.

O aumento de chips feitos sob medida poderia reduzir ainda mais o custo de produtos de computação avançada e gerar inovações, o que seria bom para todos. Ou para quase todo mundo. Para ficar à frente dos recém-chegados, a Intel tem comprado startups que fabricam chips específicos para IA, enquanto dedica enormes recursos para melhorar a eficiência de seus produtos de computação em nuvem e se oferece para projetar compilações personalizadas para seus maiores clientes. Mas a Bathgate, do NZS, acha que terá dificuldades para se manter à frente. “Este é um problema existencial para a Intel”, diz ele.

Tradução de Anna Maria Della Luche