北京時間6月23日淩晨1點，蘋果公司召開(kāi)了2020 WWDC（蘋果全球開(kāi)發(fā)者大會），會上宣布，蘋果將(jiāng)在新版Mac上采用基于Arm架構的自研芯片。
蘋果CEO Tim Cook表示，Mac在曆史上有三次重要的轉折。一是從最初的架構轉向(xiàng)PowerPC芯片，二是過(guò)渡到Mac OS X操作系統，三是遷移到英特爾x86計算架構。如今，Mac將(jiāng)從英特爾芯片轉向(xiàng)蘋果自研芯片，使Mac的性能(néng)有新跨越。
蘋果沿用SoC研發(fā)經(jīng)驗
“自研芯片+自研OS”的軟硬件集成(chéng)生态，是蘋果最大的底氣。從2010年随iPhone4面(miàn)世的蘋果A4處理器開(kāi)始，蘋果在芯片領域已經(jīng)有了十年的自研曆史。蘋果硬件技術高級副總裁Johny Srouji透露，蘋果的SoC出貨量已經(jīng)超過(guò)20億顆，并設計和交付了數十億顆配套芯片。
針對(duì)不同産品系列的功能(néng)要求，蘋果基于可擴展的計算架構,開(kāi)發(fā)了高度定制化的SoC，并持續優化芯片的性能(néng)功耗比。在iPhone産品線，蘋果的A系列處理器保持着一年一代的開(kāi)發(fā)節奏，2019年推出的A13處理器相比2010年的A4處理器，性能(néng)已經(jīng)提升了100倍以上。在iPad産品線，蘋果研發(fā)了6款SoC，最新款的iPad Pro的顯卡性能(néng)在十年間有了1000倍的提升。同樣，在Apple Watch系列，蘋果擴展了SoC架構并進(jìn)行優化，以滿足低功耗設備的性能(néng)需求。
在iPhone系列、iPad系列和Watch産品的芯片研發(fā)履曆，讓蘋果對(duì)于Mac架構的研發(fā)充滿信心。Srouji表示，蘋果最關注的兩(liǎng)個産品指标是性能(néng)和功耗。蘋果會構建Mac SoC産品系列，并配置電源管理、安全隔區、GPU、神經(jīng)引擎、機器學(xué)習加速器、視頻顯示和圖像顯示引擎等一系列定制技術， 在實現性能(néng)提升的同時進(jìn)一步降低能(néng)耗。
“ARM構架比x86架構更注重低功耗，蘋果的新芯片追求能(néng)耗更低、發(fā)熱更少，并順應PC終端産品的輕薄化趨勢。更重要的是，采用自研的ARM架構芯片，會大大降低成(chéng)本。”行業分析師呂芃浩向(xiàng)《中國(guó)電子報》記者表示。
打通iPhone、iPad、Mac應用生态
對(duì)于不同産品線的應用生态，蘋果采取了“分化”和“聯動”的雙重策略。一方面(miàn)，爲了最大程度優化軟硬件耦合，蘋果爲每一個産品系列開(kāi)發(fā)了獨立的操作系統。另一方面(miàn)，蘋果持續增強不同操作系統的聯動性，以提升開(kāi)發(fā)者工作效率并優化用戶體驗。在2019年的WWDC，蘋果宣布增強了Mac OS與iPad的屏幕聯動，通過(guò)Sidecar功能(néng)將(jiāng)iPad變成(chéng)Mac的擴展屏，并通過(guò)軟件工具包增強iOS與Mac OS的聯動性，讓針對(duì)iPhone開(kāi)發(fā)的應用可以方便地擴展到Mac系統。
在使用自研芯片的Mac上，iPhone、iPad、Mac操作系統將(jiāng)進(jìn)一步打通——iPhone和iPad應用可以直接在Mac運行。
“從生态構建上講，Arm架構可以幫助蘋果打通不同形态設備之間的壁壘，實現交互模式和工作場景無縫銜接，使用戶在不同終端設備上有相同的體驗。移動端是蘋果的主戰場，使用ARM架構CPU芯片的蘋果電腦與iPad、iPhone底層技術一緻，可以直接運行iOS上的軟件，方便各類軟件的開(kāi)發(fā)升級。”呂芃浩表示。
爲了幫助開(kāi)發(fā)人員更輕松地編寫适用于整個蘋果生态的應用程序，蘋果推出了一系列的編譯和遷移工具。例如在用Intel芯片的Mac和蘋果自研芯片的Mac上都(dōu)能(néng)使用的二進(jìn)制程序代碼Universal 2，開(kāi)發(fā)者可以用同一套代碼在兩(liǎng)個平台進(jìn)行開(kāi)發(fā)。目前微軟正在基于Universal 2開(kāi)發(fā)用于新版Mac的Office，Adobe也在開(kāi)發(fā)Mac版的應用軟件。在Mac從Power PC向(xiàng)x86架構過(guò)渡時，Rosetta能(néng)夠對(duì)應用進(jìn)行轉譯，使它們在新的平台運行。在蘋果最新的Mac操作系統Big Sur中，配置了性能(néng)更優、兼容性更強的Rosetta 2，幫助用戶在新的平台運行現有的Mac應用程序。同時，蘋果運用虛拟性技術，支持Linux等多種(zhǒng)開(kāi)發(fā)環境在Mac運行。
“采用蘋果自研芯片的Mac能(néng)夠直接運行iPhone和iPad應用，用戶可以直接從Mac App Store下載這(zhè)些應用，大多數應用無需開(kāi)發(fā)人員改動就可以正常運行。這(zhè)意味着用戶在新款Mac上能(néng)夠運行的應用範圍非常廣，堪稱前所未有。” 蘋果高級軟件副總裁Craig Frederighi表示。
Arm進(jìn)一步滲透PC市場
長(cháng)期以來，Arm架構和英特爾x86分别在移動處理器市場和PC處理器市場保持着壓倒性優勢。然而，随着5G商用部署加速，注重移動性和始終在線的PC産品，讓Arm有了進(jìn)一步向(xiàng)PC市場滲透的可能(néng)。
在2018年COMPUTEX台北電腦展上，高通發(fā)布了面(miàn)向(xiàng)Windows 10 Arm筆記本電腦的骁龍850處理器，聯想、三星、華爲等OEM先後(hòu)推出了搭載骁龍850的輕薄本、商務本和平闆電腦。2019年，微軟推出的Surface Pro X搭載了基于Arm架構的SQ1處理器。
功耗低、易于與基帶芯片整合、采用台積電最新制程，形成(chéng)了Arm架構在PC市場的獨特優勢。呂芃浩表示，在喬布斯時代，蘋果就提出計算機架構有10年的壽命期限，架構達到其性能(néng)極限，就會被取代，蘋果PC再次更換架構也遵循這(zhè)個節奏。從本質上來講，現有的英特爾x86架構芯片逐漸無法滿足蘋果電腦的性能(néng)和客戶體驗的需求，也不利于蘋果産品生态的融合。
“英特爾的芯片制造水平剛達到10納米工藝，已經(jīng)落後(hòu)于爲蘋果代工芯片的台積電。蘋果公司采用自研芯片更有利于産品的更新換代，減少對(duì)英特爾芯片研發(fā)進(jìn)度的依賴。”呂芃浩表示。
雖然有了蘋果Mac加持，但英特爾在PC市場有着長(cháng)期的積累，尤其在軟件、應用、端口适配方面(miàn)，已經(jīng)形成(chéng)了生态優勢。Arm架構要從英特爾手裡(lǐ)搶下更多的市場份額，仍需要繼續彌補在算力和生态上的差距。
“英特爾在PC端仍是絕對(duì)的巨頭，Arm構架的滲透率依然較低。高通和微軟都(dōu)進(jìn)行過(guò)基于Arm的PC嘗試，效果有待進(jìn)一步優化。同時，在遊戲領域，Arm架構與X86架構性能(néng)差距較大，短時間内是難以滲透的。但是，長(cháng)期來看，Arm在辦公PC市場將(jiāng)會崛起(qǐ)，并占據相當一部分市場份額。”呂芃浩表示。