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          不只是換個(gè)處理器,自主芯片Mac影響比你想象要大

          作者: 時(shí)間:2020-11-10 來源:網(wǎng)易科技 收藏

          從在今年年底開始,準(zhǔn)備為其歷史悠久的Mac計(jì)算平臺(tái)推出一個(gè)引人注目的新架構(gòu)。這款基于ARM架構(gòu)、自主研發(fā)的新處理器將對(duì)Mac的未來產(chǎn)生重大影響,甚至幫助構(gòu)建比Mac更龐大的非英特爾新平臺(tái)。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202011/420113.htm

          在過去的40年里,采取了一系列激進(jìn)舉措,將其Mac硬件轉(zhuǎn)向完全不同的全新芯片架構(gòu)。其他任何計(jì)算平臺(tái)都沒有如此成功地完成過這樣復(fù)雜的轉(zhuǎn)變,更不用說嘗試像蘋果那樣在Mac上進(jìn)行三次重大變革了。從20世紀(jì)80年代的摩托羅拉68000到90年代的PowerPC,再到21世紀(jì)初的英特爾x86。

          每次遷移都需要付出巨大的努力,不僅要交付新的硬件,還要改造龐大的軟件平臺(tái)并創(chuàng)建新的開發(fā)工具,以最大限度地減輕用戶和開發(fā)者向新平臺(tái)過渡的痛苦。當(dāng)蘋果在90年代初遷移到PowerPC時(shí),當(dāng)時(shí)的其他平臺(tái)也在進(jìn)行并行轉(zhuǎn)變,包括微軟的Windows NT、IBM的OS/2、Commodore Amiga和許多其他平臺(tái)。

          然而,蘋果成功完成向PowerPC轉(zhuǎn)變的獨(dú)特能力,卻因其他公司未能做到這一點(diǎn)而變得復(fù)雜,最終導(dǎo)致蘋果成為PowerPC芯片唯一的主要用戶。這種轉(zhuǎn)變的難度及其意想不到的結(jié)果可能表明,事后看來,嘗試一項(xiàng)如此復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)如此突出的任務(wù)最終是個(gè)錯(cuò)誤。

          另一方面,蘋果在大約10年后轉(zhuǎn)向英特爾,這在當(dāng)時(shí)被譽(yù)為高明的戰(zhàn)略舉措,使蘋果得以進(jìn)入新市場(chǎng),并最終戲劇性地?cái)U(kuò)展其Mac平臺(tái)。不過蘋果之所以從2006年開始轉(zhuǎn)向英特爾芯片,這在很大程度上是因?yàn)樵摴局暗腜owerPC經(jīng)驗(yàn),即學(xué)習(xí)如何執(zhí)行這樣的過渡。

          Apple Silicon轉(zhuǎn)型十年

          那么對(duì)蘋果來說,今年再次轉(zhuǎn)向全新芯片架構(gòu)有什么好處呢?這一次,蘋果使用自主設(shè)計(jì)的定制芯片架構(gòu),而不是購(gòu)買任何個(gè)人電腦制造商都能買到的現(xiàn)成芯片。

          從很多方面來說,這家電腦制造商轉(zhuǎn)向新的Apple Silicon并不是什么新鮮事兒。自2008年以來,該公司始終在開發(fā)定制芯片,并最終設(shè)計(jì)出A4芯片,用于iPhone 4、初代iPad以及第一款基于iOS的Apple TV上。

          從2016年開始,蘋果開始推出配備T1的Mac電腦。T1是一款定制芯片,旨在處理Touch ID安全事宜,并提供系統(tǒng)管理控制器(SMC)功能,將蘋果的英特爾Mac電腦與商用英特爾PC電腦區(qū)分開來。甚至在T1之前,蘋果定制的SMC微控制器就可以管理Mac的電源管理、電池充電、睡眠和休眠、視頻顯示模式以及其他定制和增強(qiáng)Mac體驗(yàn)的功能。

          圖:蘋果的T2芯片

          自2017年以來,新的Mac配備了更先進(jìn)的T2芯片。這款64位芯片可以處理從磁盤加密到圖像處理等各種任務(wù),支持從iPad Sidecar到“Hey Siri”的各種功能。在過去的幾年中,T2 Mac實(shí)際上已經(jīng)變成了Apple Silicon Mac,配備了提供本地x86軟件兼容性的英特爾處理器。

          Mac電腦如何迷上英特爾芯片

          蘋果的英特爾Mac目前使用與運(yùn)行Windows或Linux的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PC相同的Intel x86芯片架構(gòu)。事實(shí)上,如今的Mac電腦之所以能如此容易地運(yùn)行Windows軟件或Linux服務(wù)器實(shí)例,本質(zhì)上就是英特爾芯片的功勞。這種共性和兼容性最初被吹捧為蘋果在2006年轉(zhuǎn)向英特爾芯片的主要原因。

          在這種轉(zhuǎn)變之前,蘋果Mac電腦使用的PowerPC芯片可能比x86芯片擁有許多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。然而,由于經(jīng)濟(jì)因素,PowerPC越來越難以跟上競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手x86開發(fā)的步伐。到2004年,蘋果是僅存的使用PowerPC芯片的重要供應(yīng)商。臺(tái)式機(jī)領(lǐng)域的其余商家在很大程度上集中在英特爾的x86芯片上,這創(chuàng)造了巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì),支持英特爾繼續(xù)投資于其未來幾代x86芯片。

          由于Mac電腦的銷量增長(zhǎng)緩慢,而且對(duì)PowerPC芯片的需求沒有增長(zhǎng)的余地,PowerPC架構(gòu)背后的制造合作伙伴缺乏任何類似的可靠資金支持,無法與英特爾持續(xù)不斷的芯片開發(fā)努力相媲美。

          開發(fā)新一代芯片是一項(xiàng)極其昂貴的工作,單靠一家每年僅出貨約330萬臺(tái)Mac的PC制造商來說,根本不可能有足夠的資金進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。2004年,Windows電腦的銷量是Mac電腦的56倍。同年,PC制造商共售出1.825億臺(tái),在PowerPC Mac平臺(tái)和英特爾PC平臺(tái)之間形成了巨大的鴻溝。

          蘋果從PowerPC遷移到英特爾平臺(tái)消除了這一鴻溝,并將英特爾的規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶到了Mac上,這使得蘋果不僅可以更容易地跟上其硬件競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的步伐,而且還可以在其他方面進(jìn)行創(chuàng)新,這使得Mac比普通PC更有價(jià)值。蘋果的MacOS本身就是個(gè)重要的例子,它為蘋果的平臺(tái)在可用性、安全性和吸引力方面增添了獨(dú)特的價(jià)值。

          2012年,市場(chǎng)研究公司Asymco分析師賀拉斯·德迪烏(Horace Dediu)表示,蘋果已經(jīng)扭轉(zhuǎn)微軟在PC領(lǐng)域的主導(dǎo)地位,并稱其差異化的英特爾Mac電腦迅速改變了Mac與PC銷量之比。

          圖:Windows電腦的銷量是蘋果Mac的數(shù)倍

          蘋果構(gòu)建比Mac更大的非英特爾新平臺(tái)

          早在2006年史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)首次展示蘋果最初的英特爾Mac之后,另一個(gè)非常重大的轉(zhuǎn)變立即開始發(fā)生。次年,蘋果推出了iPhone,隨后在2010年推出了基于iOS的iPad平板電腦。

          在接下來的十年里,蘋果新的iOS移動(dòng)軟件平臺(tái)(基于MacOS)變得與Windows、Linux、ChromeOS或其他任何操作系統(tǒng)同樣龐大,甚至在新興的移動(dòng)市場(chǎng)爆炸式增長(zhǎng)中,可以說是更具有影響力的軟件和開發(fā)平臺(tái)。

          重要的是,新的蘋果平臺(tái)不需要英特爾芯片??焖僭鲩L(zhǎng)的iPad銷量促使蘋果成為世界領(lǐng)先的PC制造商,盡管一大批行業(yè)營(yíng)銷集團(tuán)拼命試圖將iPad描繪成一款“媒體消費(fèi)設(shè)備”。

          但現(xiàn)實(shí)情況是,iPad和iPhone的確正在取代PC的歷史角色,同時(shí)為移動(dòng)計(jì)算創(chuàng)造了英特爾PC無法比擬的新市場(chǎng)。這是個(gè)典型的顛覆案例:一種創(chuàng)新的新產(chǎn)品,可以有效地與現(xiàn)有的、更復(fù)雜、更昂貴的替代產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。

          盡管微軟為制造自己的“移動(dòng)Windows”做出了各種努力,英特爾曾多次嘗試推動(dòng)Linux和Android制造商銷售其移動(dòng)x86芯片,谷歌也在努力復(fù)制蘋果的iPad成功,并用自家基于網(wǎng)絡(luò)的Chrome PC或上網(wǎng)本與之抗衡,但還沒有其他公司能夠開發(fā)出在商業(yè)規(guī)模上能夠與蘋果iOS和iPad OS相媲美的移動(dòng)計(jì)算應(yīng)用平臺(tái),并取得類似的商業(yè)成就。

          競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手移動(dòng)平臺(tái)支持使iOS受益的規(guī)模經(jīng)濟(jì)

          事實(shí)上,沒有其他平臺(tái)能夠取得蘋果那樣的成功,因?yàn)闆]有人真正復(fù)制蘋果正在做的事情。ChromeOS最為接近:與英特爾Mac一樣,它在相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的硬件上推出了獨(dú)特的操作系統(tǒng)。除了美國(guó)學(xué)校之外,谷歌ChromeOS在尋找非常便宜的硬件市場(chǎng)也未能獲得成功。

          Android授權(quán)廠商集體出貨了大量智能手機(jī),但Android平臺(tái)的價(jià)值在應(yīng)用商店和硬件平臺(tái)之間分崩離析。Android授權(quán)廠商的共性在很大程度上只是支持了一個(gè)更重要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),即ARM架構(gòu)硬件,而不是推動(dòng)蘋果無法匹敵的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

          由于蘋果也在其iOS設(shè)備中使用ARM芯片,它從業(yè)界普遍使用的ARM架構(gòu)中獲益良多,包括傾注在ARM芯片開發(fā)和ARM架構(gòu)軟件工具、編譯器和其他方面的所有集體努力。因此,當(dāng)Mac電腦利用英特爾的PC通用性來提升MacOS在Windows或Linux上的獨(dú)特價(jià)值時(shí),蘋果的移動(dòng)設(shè)備銷售卻在利用ARM架構(gòu)來支持iOS和iPadOS作為Android的卓越替代品。

          但也有不同之處:雖然英特爾的臺(tái)式機(jī)x86代表著一種專有處理器平臺(tái),但移動(dòng)ARM架構(gòu)是一種蘋果可以授權(quán)并獨(dú)立開發(fā)的技術(shù),它在芯片層面上增加了獨(dú)特的價(jià)值,就像它在MacOS、iOS和iPadOS上所做的那樣。

          圖:蘋果的A4芯片利用ARM的規(guī)模經(jīng)濟(jì),同時(shí)增加了額外的定制價(jià)值

          擁抱、延伸、熄滅

          通過將未來幾代Mac電腦轉(zhuǎn)移到自己獨(dú)特的增強(qiáng)型芯片上,蘋果再次能夠從共同的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和增加獨(dú)特價(jià)值的專有技術(shù)進(jìn)步中獲益。值得注意的是,PC和移動(dòng)領(lǐng)域的其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也嘗試過類似的做法,但都以失敗告終。

          三星和LG都試圖通過Tizen和WebOS收購(gòu)和開發(fā)自己獨(dú)特的軟件開發(fā)平臺(tái)。然而,在較小的智能電視和手表市場(chǎng)之外,Android有效地阻止了它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)硬件上推動(dòng)差異化軟件批量銷售的能力,無論是在手機(jī)、平板電腦還是筆記本電腦上。華為也同樣聲稱,在美國(guó)阻止華為使用谷歌的Android系統(tǒng)后,出于必要,該公司即將推出自己的內(nèi)部操作系統(tǒng)平臺(tái)。

          安卓本應(yīng)團(tuán)結(jié)整個(gè)行業(yè)對(duì)抗蘋果。相反,它卻把被許可方鎖定在對(duì)谷歌及其政策的依賴上,同時(shí)有效地阻止了這些被許可方利用自己的軟件平臺(tái)自由創(chuàng)新。

          另一方面,微軟利用ARM架構(gòu)的移動(dòng)優(yōu)勢(shì),多次嘗試將Windows PC和移動(dòng)設(shè)備從英特爾轉(zhuǎn)移到ARM。但微軟缺乏像蘋果那樣果斷地將整個(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)向新的芯片架構(gòu)的能力,因?yàn)槲④沇indows平臺(tái)的大部分是由PC授權(quán)廠商提供的。

          微軟及其合作伙伴推出的少數(shù)Windows-on-ARM設(shè)備只是拆分了Windows平臺(tái),而沒有提供顯著的附加值。與蘋果不同的是,微軟也沒有自己的芯片專業(yè)知識(shí),這只是讓它開始依賴高通而不是英特爾,并以同樣的方式橫跨這兩種芯片架構(gòu),就像谷歌對(duì)Android中的ARM和英特爾的支持是一種拆分的負(fù)擔(dān),而不是真正的優(yōu)勢(shì)。

          Apple Silicon給Mac電腦帶來了新的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

          在從英特爾x86芯片轉(zhuǎn)向自主研發(fā)芯片Apple Silicon的過程中,Mac電腦將失去許多他們?cè)?006年獲得的硬件兼容性。然而,自那以來,有兩件事發(fā)生了變化:第一,對(duì)許多人來說曾經(jīng)非常重要的東西來說,運(yùn)行Windows的需求已經(jīng)大幅下降。第二,微軟自己開發(fā)了在ARM上運(yùn)行Windows的原生能力。

          與此同時(shí),Apple Silicon Mac將能夠在本地運(yùn)行為iOS開發(fā)的ARM軟件。這不僅意味著在Mac電腦上為iOS開發(fā)和移植iOS應(yīng)用程序在Mac電腦上運(yùn)行會(huì)更容易,而且蘋果和第三方開發(fā)者開發(fā)軟件工具和專門代碼也會(huì)更容易,這些軟件工具和專門代碼不僅使用ARM架構(gòu)的CPU,還使用蘋果開發(fā)的其他芯片,包括定制的蘋果GPU、神經(jīng)引擎,以及AMX機(jī)器學(xué)習(xí)加速器等功能。

          對(duì)于大多數(shù)用戶來說,Apple Silicon的這些新優(yōu)勢(shì)將比本地運(yùn)行x86版本的Windows更有價(jià)值。還要注意的是,所有這些定制的芯片處理器引擎都只有幾年的歷史,每個(gè)引擎都針對(duì)特定類型的操作進(jìn)行了調(diào)整。在iPhone、iPad和Apple Silicon Mac持續(xù)銷售的推動(dòng)下,Apple Silicon應(yīng)該可以適應(yīng)在不久的將來發(fā)展起來的新功能。

          通過在任何地方使用自己的芯片設(shè)計(jì),蘋果不僅可以增強(qiáng)Mac,還可以更快地將先進(jìn)的新技術(shù)引入其他新產(chǎn)品,從新型可穿戴設(shè)備到家用設(shè)備等。蘋果不必拘泥于為提供經(jīng)典PC體驗(yàn)而優(yōu)化的基本英特爾x86架構(gòu),而是可以改進(jìn)其Apple Silicon Mac,推出筆記本和臺(tái)式機(jī),這些設(shè)備不僅要計(jì)算,而且要模糊Apple Watch中的硬件和軟件之間的界限,并在Continuity模式下與其他設(shè)備無縫集成。

          T2 Apple Silicon

          蘋果已經(jīng)通過T2將其現(xiàn)有的A系列芯片的很大一部分功能整合到最近的Mac電腦中,從而實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)。T2將蘋果的定制編解碼器、存儲(chǔ)控制器和安全功能(如Secure Enclave)引入了Mac電腦。

          通過更進(jìn)一步取代英特爾的CPU、集成GPU以及目前由x86芯片和圍繞英特爾x86架構(gòu)開發(fā)的支持硬件處理的其他功能,蘋果可以從根本上把未來的Mac帶向全新的方向,把標(biāo)準(zhǔn)PC甩在身后,就像iPad把更簡(jiǎn)單的Android平板電腦拋在腦后一樣,或者就像iPhone芯片迅速超越了Android所能提供的功能那樣。

          圖:定制T2 Apple Silicon已經(jīng)為英特爾Mac電腦帶來了與眾不同的功能,包括Touch ID、SideCar、Touch Bar和Hey Siri

          在過去的十年里,Mac電腦越來越多地受到英特爾x86架構(gòu)的阻礙,而不是從其規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲益?,F(xiàn)在是將移動(dòng)Mac電腦轉(zhuǎn)變?yōu)楦?jié)能、圖形化更強(qiáng)大、圖像處理更復(fù)雜以及支持機(jī)器學(xué)習(xí)功能的完美時(shí)機(jī),這與蘋果自己的iOS硬件共享規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

          此外,蘋果還將獲得另一個(gè)重大好處:在其第十代Ice Lake x86芯片中,利用臺(tái)積電先進(jìn)的5納米芯片制造技術(shù),遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于英特爾目前的10納米芯片制造能力。

          這對(duì)英特爾來說也是個(gè)巨大的損失,因?yàn)樘O果是英特爾最有價(jià)值、對(duì)技術(shù)要求最高的客戶之一。隨著微軟和其他PC制造商也將部分生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到各種替代芯片制造商,英特爾x86平臺(tái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)將受到嚴(yán)重削弱,這也將損害每家依賴英特爾幫助其與蘋果保持平價(jià)的PC制造商。

          回想一下,是英特爾推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的努力,讓PC制造商推出可以與蘋果MacBook Air競(jìng)爭(zhēng)的超輕薄筆記本電腦。

          隨著英特爾越來越無法幫助PC競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手復(fù)制蘋果的產(chǎn)品,我們很可能會(huì)看到Mac電腦以更接近iPad超越其他平板電腦的速度領(lǐng)先于商用PC,或者Apple Watch將其他智能手表甩在后面,或者iPhone進(jìn)步,而Android手機(jī)則縮小了雄心,轉(zhuǎn)而推出更低的價(jià)位。

          這將是一個(gè)重要的發(fā)展,因?yàn)橛⑻貭柨刂葡碌腜C以前沒有移動(dòng)設(shè)備發(fā)展得那么快。這也可能促使其他公司嘗試新的方法,而不是僅僅推出更多圍繞英特爾平臺(tái)和運(yùn)行微軟操作系統(tǒng)的通用PC。

          如果他們無法與之競(jìng)爭(zhēng),我們很可能會(huì)看到Mac電腦銷售出現(xiàn)新的增長(zhǎng)高潮,為創(chuàng)意用戶、企業(yè)、教育和其他領(lǐng)域帶來更先進(jìn)、聯(lián)網(wǎng)更快、更強(qiáng)大的計(jì)算設(shè)備,推動(dòng)桌面計(jì)算領(lǐng)域取得類似進(jìn)步,就像我們已經(jīng)在手機(jī)和平板電腦上看到的那樣。




          關(guān)鍵詞: 蘋果 ARM Mac

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