北京時間6月23日凌晨1點，蘋果公司召開了2020 WWDC（蘋果全球開發(fā)者大會），會上宣布，蘋果將在新版Mac上采用基于Arm架構(gòu)的自研芯片。
蘋果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，二是過渡到Mac OS X操作系統(tǒng)，三是遷移到英特爾x86計算架構(gòu)。如今，Mac將從英特爾芯片轉(zhuǎn)向蘋果自研芯片，使Mac的性能有新跨越。
蘋果沿用SoC研發(fā)經(jīng)驗
“自研芯片+自研OS”的軟硬件集成生態(tài)，是蘋果最大的底氣。從2010年隨iPhone4面世的蘋果A4處理器開始，蘋果在芯片領域已經(jīng)有了十年的自研歷史。蘋果硬件技術(shù)高級副總裁Johny Srouji透露，蘋果的SoC出貨量已經(jīng)超過20億顆，并設計和交付了數(shù)十億顆配套芯片。
針對不同產(chǎn)品系列的功能要求，蘋果基于可擴展的計算架構(gòu),開發(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，蘋果的A系列處理器保持著一年一代的開發(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，蘋果擴展了SoC架構(gòu)并進行優(yōu)化，以滿足低功耗設備的性能需求。
在iPhone系列、iPad系列和Watch產(chǎn)品的芯片研發(fā)履歷，讓蘋果對于Mac架構(gòu)的研發(fā)充滿信心。Srouji表示，蘋果最關注的兩個產(chǎn)品指標是性能和功耗。蘋果會構(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、機器學習加速器、視頻顯示和圖像顯示引擎等一系列定制技術(shù)， 在實現(xiàn)性能提升的同時進一步降低能耗。
“ARM構(gòu)架比x86架構(gòu)更注重低功耗，蘋果的新芯片追求能耗更低、發(fā)熱更少，并順應PC終端產(chǎn)品的輕薄化趨勢。更重要的是，采用自研的ARM架構(gòu)芯片，會大大降低成本。”行業(yè)分析師呂芃浩向《中國電子報》記者表示。
打通iPhone、iPad、Mac應用生態(tài)
對于不同產(chǎn)品線的應用生態(tài)，蘋果采取了“分化”和“聯(lián)動”的雙重策略。一方面，為了最大程度優(yōu)化軟硬件耦合，蘋果為每一個產(chǎn)品系列開發(fā)了獨立的操作系統(tǒng)。另一方面，蘋果持續(xù)增強不同操作系統(tǒng)的聯(lián)動性，以提升開發(fā)者工作效率并優(yōu)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(lián)動，通過Sidecar功能將iPad變成Mac的擴展屏，并通過軟件工具包增強iOS與Mac OS的聯(lián)動性，讓針對iPhone開發(fā)的應用可以方便地擴展到Mac系統(tǒng)。
在使用自研芯片的Mac上，iPhone、iPad、Mac操作系統(tǒng)將進一步打通——iPhone和iPad應用可以直接在Mac運行。
“從生態(tài)構(gòu)建上講，Arm架構(gòu)可以幫助蘋果打通不同形態(tài)設備之間的壁壘，實現(xiàn)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(zhàn)場，使用ARM架構(gòu)CPU芯片的蘋果電腦與iPad、iPhone底層技術(shù)一致，可以直接運行iOS上的軟件，方便各類軟件的開發(fā)升級?！眳纹M浩表示。
為了幫助開發(fā)人員更輕松地編寫適用于整個蘋果生態(tài)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上都能使用的二進制程序代碼Universal 2，開發(fā)者可以用同一套代碼在兩個平臺進行開發(fā)。目前微軟正在基于Universal 2開發(fā)用于新版Mac的Office，Adobe也在開發(fā)Mac版的應用軟件。在Mac從Power PC向x86架構(gòu)過渡時，Rosetta能夠?qū)眠M行轉(zhuǎn)譯，使它們在新的平臺運行。在蘋果最新的Mac操作系統(tǒng)Big Sur中，配置了性能更優(yōu)、兼容性更強的Rosetta 2，幫助用戶在新的平臺運行現(xiàn)有的Mac應用程序。同時，蘋果運用虛擬性技術(shù)，支持Linux等多種開發(fā)環(huán)境在Mac運行。
“采用蘋果自研芯片的Mac能夠直接運行iPhone和iPad應用，用戶可以直接從Mac App Store下載這些應用，大多數(shù)應用無需開發(fā)人員改動就可以正常運行。這意味著用戶在新款Mac上能夠運行的應用范圍非常廣，堪稱前所未有。” 蘋果高級軟件副總裁Craig Frederighi表示。
Arm進一步滲透PC市場
長期以來，Arm架構(gòu)和英特爾x86分別在移動處理器市場和PC處理器市場保持著壓倒性優(yōu)勢。然而，隨著5G商用部署加速，注重移動性和始終在線的PC產(chǎn)品，讓Arm有了進一步向PC市場滲透的可能。
在2018年COMPUTEX臺北電腦展上，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、采用臺積電最新制程，形成了Arm架構(gòu)在PC市場的獨特優(yōu)勢。呂芃浩表示，在喬布斯時代，蘋果就提出計算機架構(gòu)有10年的壽命期限，架構(gòu)達到其性能極限，就會被取代，蘋果PC再次更換架構(gòu)也遵循這個節(jié)奏。從本質(zhì)上來講，現(xiàn)有的英特爾x86架構(gòu)芯片逐漸無法滿足蘋果電腦的性能和客戶體驗的需求，也不利于蘋果產(chǎn)品生態(tài)的融合。
“英特爾的芯片制造水平剛達到10納米工藝，已經(jīng)落后于為蘋果代工芯片的臺積電。蘋果公司采用自研芯片更有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，減少對英特爾芯片研發(fā)進度的依賴?！眳纹M浩表示。
雖然有了蘋果Mac加持，但英特爾在PC市場有著長期的積累，尤其在軟件、應用、端口適配方面，已經(jīng)形成了生態(tài)優(yōu)勢。Arm架構(gòu)要從英特爾手里搶下更多的市場份額，仍需要繼續(xù)彌補在算力和生態(tài)上的差距。
“英特爾在PC端仍是絕對的巨頭，Arm構(gòu)架的滲透率依然較低。高通和微軟都進行過基于Arm的PC嘗試，效果有待進一步優(yōu)化。同時，在游戲領域，Arm架構(gòu)與X86架構(gòu)性能差距較大，短時間內(nèi)是難以滲透的。但是，長期來看，Arm在辦公PC市場將會崛起，并占據(jù)相當一部分市場份額。”呂芃浩表示。
