北京時(shí)間6月23日凌晨1點(diǎn)，蘋(píng)果公司召開(kāi)了2020 WWDC（蘋(píng)果全球開(kāi)發(fā)者大會(huì)），會(huì)上宣布，蘋(píng)果將在新版Mac上采用基于Arm架構(gòu)的自研芯片。
蘋(píng)果CEO Tim Cook表示，Mac在歷史上有三次重要的轉(zhuǎn)折。一是從最初的架構(gòu)轉(zhuǎn)向PowerPC芯片，二是過(guò)渡到Mac OS X操作系統(tǒng)，三是遷移到英特爾x86計(jì)算架構(gòu)。如今，Mac將從英特爾芯片轉(zhuǎn)向蘋(píng)果自研芯片，使Mac的性能有新跨越。
蘋(píng)果沿用SoC研發(fā)經(jīng)驗(yàn)
“自研芯片+自研OS”的軟硬件集成生態(tài)，是蘋(píng)果最大的底氣。從2010年隨iPhone4面世的蘋(píng)果A4處理器開(kāi)始，蘋(píng)果在芯片領(lǐng)域已經(jīng)有了十年的自研歷史。蘋(píng)果硬件技術(shù)高級(jí)副總裁Johny Srouji透露，蘋(píng)果的SoC出貨量已經(jīng)超過(guò)20億顆，并設(shè)計(jì)和交付了數(shù)十億顆配套芯片。
針對(duì)不同產(chǎn)品系列的功能要求，蘋(píng)果基于可擴(kuò)展的計(jì)算架構(gòu),開(kāi)發(fā)了高度定制化的SoC，并持續(xù)優(yōu)化芯片的性能功耗比。在iPhone產(chǎn)品線，蘋(píng)果的A系列處理器保持著一年一代的開(kāi)發(fā)節(jié)奏，2019年推出的A13處理器相比2010年的A4處理器，性能已經(jīng)提升了100倍以上。在iPad產(chǎn)品線，蘋(píng)果研發(fā)了6款SoC，最新款的iPad Pro的顯卡性能在十年間有了1000倍的提升。同樣，在Apple Watch系列，蘋(píng)果擴(kuò)展了SoC架構(gòu)并進(jìn)行優(yōu)化，以滿(mǎn)足低功耗設(shè)備的性能需求。
在iPhone系列、iPad系列和Watch產(chǎn)品的芯片研發(fā)履歷，讓蘋(píng)果對(duì)于Mac架構(gòu)的研發(fā)充滿(mǎn)信心。Srouji表示，蘋(píng)果最關(guān)注的兩個(gè)產(chǎn)品指標(biāo)是性能和功耗。蘋(píng)果會(huì)構(gòu)建Mac SoC產(chǎn)品系列，并配置電源管理、安全隔區(qū)、GPU、神經(jīng)引擎、機(jī)器學(xué)習(xí)加速器、視頻顯示和圖像顯示引擎等一系列定制技術(shù)， 在實(shí)現(xiàn)性能提升的同時(shí)進(jìn)一步降低能耗。
“ARM構(gòu)架比x86架構(gòu)更注重低功耗，蘋(píng)果的新芯片追求能耗更低、發(fā)熱更少，并順應(yīng)PC終端產(chǎn)品的輕薄化趨勢(shì)。更重要的是，采用自研的ARM架構(gòu)芯片，會(huì)大大降低成本?！毙袠I(yè)分析師呂芃浩向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示。
打通iPhone、iPad、Mac應(yīng)用生態(tài)
對(duì)于不同產(chǎn)品線的應(yīng)用生態(tài)，蘋(píng)果采取了“分化”和“聯(lián)動(dòng)”的雙重策略。一方面，為了最大程度優(yōu)化軟硬件耦合，蘋(píng)果為每一個(gè)產(chǎn)品系列開(kāi)發(fā)了獨(dú)立的操作系統(tǒng)。另一方面，蘋(píng)果持續(xù)增強(qiáng)不同操作系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)性，以提升開(kāi)發(fā)者工作效率并優(yōu)化用戶(hù)體驗(yàn)。在2019年的WWDC，蘋(píng)果宣布增強(qiáng)了Mac OS與iPad的屏幕聯(lián)動(dòng)，通過(guò)Sidecar功能將iPad變成Mac的擴(kuò)展屏，并通過(guò)軟件工具包增強(qiáng)iOS與Mac OS的聯(lián)動(dòng)性，讓針對(duì)iPhone開(kāi)發(fā)的應(yīng)用可以方便地?cái)U(kuò)展到Mac系統(tǒng)。
在使用自研芯片的Mac上，iPhone、iPad、Mac操作系統(tǒng)將進(jìn)一步打通——iPhone和iPad應(yīng)用可以直接在Mac運(yùn)行。
“從生態(tài)構(gòu)建上講，Arm架構(gòu)可以幫助蘋(píng)果打通不同形態(tài)設(shè)備之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)交互模式和工作場(chǎng)景無(wú)縫銜接，使用戶(hù)在不同終端設(shè)備上有相同的體驗(yàn)。移動(dòng)端是蘋(píng)果的主戰(zhàn)場(chǎng)，使用ARM架構(gòu)CPU芯片的蘋(píng)果電腦與iPad、iPhone底層技術(shù)一致，可以直接運(yùn)行iOS上的軟件，方便各類(lèi)軟件的開(kāi)發(fā)升級(jí)?！眳纹M浩表示。
為了幫助開(kāi)發(fā)人員更輕松地編寫(xiě)適用于整個(gè)蘋(píng)果生態(tài)的應(yīng)用程序，蘋(píng)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(píng)果自研芯片的Mac上都能使用的二進(jìn)制程序代碼Universal 2，開(kāi)發(fā)者可以用同一套代碼在兩個(gè)平臺(tái)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(yīng)用軟件。在Mac從Power PC向x86架構(gòu)過(guò)渡時(shí)，Rosetta能夠?qū)?yīng)用進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，使它們?cè)谛碌钠脚_(tái)運(yùn)行。在蘋(píng)果最新的Mac操作系統(tǒng)Big Sur中，配置了性能更優(yōu)、兼容性更強(qiáng)的Rosetta 2，幫助用戶(hù)在新的平臺(tái)運(yùn)行現(xiàn)有的Mac應(yīng)用程序。同時(shí)，蘋(píng)果運(yùn)用虛擬性技術(shù)，支持Linux等多種開(kāi)發(fā)環(huán)境在Mac運(yùn)行。
“采用蘋(píng)果自研芯片的Mac能夠直接運(yùn)行iPhone和iPad應(yīng)用，用戶(hù)可以直接從Mac App Store下載這些應(yīng)用，大多數(shù)應(yīng)用無(wú)需開(kāi)發(fā)人員改動(dòng)就可以正常運(yùn)行。這意味著用戶(hù)在新款Mac上能夠運(yùn)行的應(yīng)用范圍非常廣，堪稱(chēng)前所未有?！?蘋(píng)果高級(jí)軟件副總裁Craig Frederighi表示。
Arm進(jìn)一步滲透PC市場(chǎng)
長(zhǎng)期以來(lái)，Arm架構(gòu)和英特爾x86分別在移動(dòng)處理器市場(chǎng)和PC處理器市場(chǎng)保持著壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)。然而，隨著5G商用部署加速，注重移動(dòng)性和始終在線的PC產(chǎn)品，讓Arm有了進(jìn)一步向PC市場(chǎng)滲透的可能。
在2018年COMPUTEX臺(tái)北電腦展上，高通發(fā)布了面向Windows 10 Arm筆記本電腦的驍龍850處理器，聯(lián)想、三星、華為等OEM先后推出了搭載驍龍850的輕薄本、商務(wù)本和平板電腦。2019年，微軟推出的Surface Pro X搭載了基于Arm架構(gòu)的SQ1處理器。
功耗低、易于與基帶芯片整合、采用臺(tái)積電最新制程，形成了Arm架構(gòu)在PC市場(chǎng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。呂芃浩表示，在喬布斯時(shí)代，蘋(píng)果就提出計(jì)算機(jī)架構(gòu)有10年的壽命期限，架構(gòu)達(dá)到其性能極限，就會(huì)被取代，蘋(píng)果PC再次更換架構(gòu)也遵循這個(gè)節(jié)奏。從本質(zhì)上來(lái)講，現(xiàn)有的英特爾x86架構(gòu)芯片逐漸無(wú)法滿(mǎn)足蘋(píng)果電腦的性能和客戶(hù)體驗(yàn)的需求，也不利于蘋(píng)果產(chǎn)品生態(tài)的融合。
“英特爾的芯片制造水平剛達(dá)到10納米工藝，已經(jīng)落后于為蘋(píng)果代工芯片的臺(tái)積電。蘋(píng)果公司采用自研芯片更有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，減少對(duì)英特爾芯片研發(fā)進(jìn)度的依賴(lài)。”呂芃浩表示。
雖然有了蘋(píng)果Mac加持，但英特爾在PC市場(chǎng)有著長(zhǎng)期的積累，尤其在軟件、應(yīng)用、端口適配方面，已經(jīng)形成了生態(tài)優(yōu)勢(shì)。Arm架構(gòu)要從英特爾手里搶下更多的市場(chǎng)份額，仍需要繼續(xù)彌補(bǔ)在算力和生態(tài)上的差距。
“英特爾在PC端仍是絕對(duì)的巨頭，Arm構(gòu)架的滲透率依然較低。高通和微軟都進(jìn)行過(guò)基于Arm的PC嘗試，效果有待進(jìn)一步優(yōu)化。同時(shí)，在游戲領(lǐng)域，Arm架構(gòu)與X86架構(gòu)性能差距較大，短時(shí)間內(nèi)是難以滲透的。但是，長(zhǎng)期來(lái)看，Arm在辦公PC市場(chǎng)將會(huì)崛起，并占據(jù)相當(dāng)一部分市場(chǎng)份額。”呂芃浩表示。