【极果播报】北京时间6月23日凌晨一点,苹果将在2020年全球开发者大会(WWDC)上详细介绍从英特尔x86芯片转向苹果自主设计的新处理器的转变细节,这将会极大影响未来十年的电脑走向,就像iPhone发布掀开智能手机的新时代那样。

 苹果这一届的WWDC:ARMMac或将决定未来十年的电脑走向


2005年,乔布斯发布了一份广为人知的声明,宣布为Mac电脑采用英特尔处理器。乔布斯在声明中指出,新款iMac和笔记本电脑将从2006年初开始搭载英特尔新发布的x86核心处理器。而在2005年开发者大会(WWDC)上,苹果就帮助开发人员做好了切换的准备,确保新一代英特尔Mac电脑的购买者可以顺利地使用Mac软件。


苹果这一届的WWDC:ARMMac或将决定未来十年的电脑走向


而在15年后,苹果再一次由英特尔处理器转向基于ARM架构的自主研发芯片。在过去的15年中,究竟是什么变化让苹果公司产生了脱离英特尔x86芯片的想法呢?有许多的因素,其中一个重要的原因:随着主流消费者的支出和技术投资已从个人电脑转向移动设备,微软Windows及其Windows软件的重要性已显著下降。


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转向英特尔使苹果及其Mac用户在很多方面受益,英特尔的Mac电脑可以利用x86芯片的规模经济,以苹果当时的PowerPC芯片供应商无法提供用户可承担的合理价格。而且这还意味着新的x86 Mac电脑在硬件上可以与运行微软Windows及其设计的软件兼容。在启动Windows的同时,英特尔Mac电脑还可以在Mac桌面上安装Windows应用程序,或者虚拟化整个Windows会话。此外,为x86 PC编写的视频游戏可以更轻松地移植为Mac应用程序。


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虽然Windows和x86兼容性对一些用户来说仍然很重要,但对大多数用户来说已不再那么重要了。另外,大多数有特殊需要而使用x86软件的用户通常最先排除的就是Mac电脑。而且,大多数Mac用户不需要使用x86或Windows代码。


根据AppleInsider在过去十年中整理的历史服务数据记录,2010年约有15%的Mac用户安装了Boot Camp,而如今只剩下约2%的机器安装了双系统。


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此次转变对英特尔Mac电脑会产生重大影响的领域是视频游戏。不过,PC游戏仍牢牢地根植在Windows电脑上,Mac电脑并没有因为Windows游戏的大量涌入而发生实质性的改变。


另一方面,苹果也创造了一个前所未有的东西: 它自己的移动平台,比Windows更大,并且与x86毫无关系。在过去的十年里,苹果并没有只投资于英特尔的x86相关平台,而是越来越多地投资在其独立的工具和基础设施。


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这其中包括苹果的定制ARM架构芯片,LLVM软件编译器、Swift语言、Xcode开发工具、App Store平台、Apple Arcade等新服务以及所有相关工作,这些工作使iOS及其类似产品成为高端智能手机的领先平台;企业用户采用的平板电脑中;在新的计算领域,包括Apple Watch和AirPods等可穿戴设备。


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早在1990年初期,苹果公司内部就有了将Mac从其最初的Motorola 68K处理器迁移到星际迷航项目(Star Trek)下的Intel x86芯片的想法,但实际上认为将Mac现有的第三方软件库68k迁移至英特尔x86芯片太过困难。


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相反,苹果寻求与IBM和摩托罗拉建立新的合作伙伴关系,在基于IBM的POWER架构开发一种全新的台式电脑芯片平台——PowerPC,是一种全新的设计,没有承载上世纪80年代英特尔x86系统遗留下来的长达10年的包袱。


起初,PowerPC芯片帮助苹果的power mac在基于英特尔(intel)芯片的Windows电脑上保持着竞争力,而苹果则支持在更快的新PowerPC芯片上模拟旧软件。


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但是,PowerPC的创新性也使该项目的许多其他合作伙伴无法像苹果那样完全采用它。到2000年初,Apple公司占有数量庞大的PowerPC用户。


不过苹果也没有拥有或控制PowerPC的发展方向。IBM和摩托罗拉的飞思卡尔(Freescale)主要专注于为汽车或视频游戏机设计和制造嵌入式PowerPC芯片,而并非专注于满足Mac电脑的需求。


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苹果公司在1993年左右对英特尔说“不”的理由已经发生了很大的变化,到了2005年,苹果准备对其Mac平台全部改用英特尔x86。不过,在公开庆祝这一决定的同时,苹果在内部也制定了其他不涉及英特尔的计划。


首先是iPhone,Apple最初希望使用Intel内置的XScale芯片为其提供动力。英特尔当时的首席执行官保罗•欧德宁(Paul Otellini) 最初拒绝了苹果,因为他担心苹果的手机项目不够成功,英特尔的投资可能会有风险。


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事实证明,这个决策大错特错。短短几年时间,苹果在iPhone上的成功以至于英特尔迫切希望与苹果合作开发未来的移动产品,尤其是当时即将上市的平板电脑。英特尔希望苹果选择其即将推出的x86 Silverthorne移动芯片,也就是后来的Atom。


不过这一次,苹果拒绝了英特尔,而是启动开发一个新的定制ARM项目的开发,可以为其即将上市的iPad和随后的iPhone 4提供动力。该项目于2010年交付,名为A4。


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苹果还拒绝了在已经使用英特尔x86芯片的另一个产品中使用A4:Apple TV。Apple TV的最初版本实际上是缩小版的x86 Mac,但在2010年,Apple TV变成了另一款基于iOS、运行苹果ARM SoC的设备。


与Mac不同,Apple TV使用x86芯片没有获得任何好处。无法在Apple TV上运行Windows软件,也不需要英特尔的领先性能。确切的说,改用苹果的A4处理器,使苹果以更低的价格销售其电视设备;价格从229美元降到了99美元。与英特尔的合作并不是价格下跌的全部原因,苹果的硅材料帮助其提供了更便宜的产品,吸引更广泛的用户。


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在接下来的十年中,苹果公司积极投资于自己的A系列芯片开发,与此同时,又不依赖Mac中英特尔芯片的持续使用。苹果在其移动芯片上强有力的投资非常奏效,以至于它使英特尔在移动芯片领域屈居甚少。10年还没结束,Atom就被取消了。


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苹果对其定制硅材料的持续投资不仅阻止了英特尔在移动领域建立真正的市场力量,它还帮助建立了苹果软件平台。尽管大多数科技媒体都预测,Android将成为消费科技行业的“新Windows”,但实际上苹果同时成为了英特尔和移动设备的Windows。


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Android最终并没有成为新的Windows,而是扮演了盗版Windows的角色,成为了一个具有竞争力的占位者。有效阻止了其他竞争对手,甚至是微软本身进入移动市场的努力。Google为了维护所有硬件制造商广泛的授权做了所有艰巨的工作,而苹果却几乎从iOS中获取了绝大部分的利润。


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在Android和iOS都在投资ARM的同时,只有Apple还在投资自己芯片的定制开发,苹果在过去十年中开发的移动平台在硬件销售方面产生了数千亿美元的收入,在App Store和订阅收入方面又创造了数十亿美元的收入,远远超过了Google的Android。由于收获颇丰,以至于Google向苹果支付了数十亿美元,以便在iOS上提供搜索和广告服务。


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苹果移动平台的规模和重要性大大掩盖了PC业务本身。与WinTel平台相比,Apple的移动平台对Mac的贡献更大。苹果最近使用Project Catalyst将现有的iPad软件迁移到Mac的策略证明了这一点。将现代iPad代码移植到Mac上的潜力远远大于在Intel Mac上支持x86 Windows软件的潜力。


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苹果公司虽然为低功耗移动设备开发了ARM SoC,但其性能却可以与英特尔的x86笔记本芯片相媲美。苹果公司有能力为Mac电脑开发新的定制芯片,并在设备中使用多个芯片。这也使iPad和iOS开发人员将现有代码迁移到Mac上更加容易,即使很难将旧的x86代码迁移到新Mac上。


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将现有平台迁移到新处理器的最大问题之一是如何迁移现有软件库。现在,苹果想到了一个全新的解决方案,通过APP store销售软件的开发者可以上传代码,这些代码可以为不同的平台编译,然后以正确的形式自动发给买家。这并不能解决所有问题,但确实更容易迁移到新硬件。


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在A7发布后,苹果公司本身就依靠这一机制来推出了新的64位iOS平台。同样,Mac向新的硬件迁移也会推动Mac App Store和ARM Mac的采用。


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苹果在移动芯片方面的成功并不仅仅归功于ARM内核。谷歌和微软都在努力开发基于ARM的手机,平板电脑,笔记本设备,但均未取得成功。包括三星(Samsung)和华为在内的所有Android硬件制造商也都使用ARM芯片,但它们在商业上取得的成功远不及iPhone和iPad给苹果带来的成功。


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在过去的十年里,苹果公司以惊人的速度不断地大量销售基于ARM的设备,让其他制造商难以望其项背。不过,苹果的成功源于投资了ARM而并非从英特尔购买芯片。


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苹果允许其定制的硅材料进行垂直整合,包括优化硅材料以满足操作系统的需求。ARM的存在促进了这一目标的实现,但苹果自定义硅技术的价值远远超过了它对ARM兼容CPU的使用。


事实上,苹果使用的ARM内核只占其定制SoC的一小部分。剩下很大一部分用于GPU内核,而不是ARM。苹果最初从Imagination Technologies获得GPU核心设计许可,此后便开始开发自己的GPU内核。


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苹果还开发了自己的音频处理,加密,视频编解码器,存储控制器,人工智能以及其他特有的逻辑内核,这些内核都被垂直集成并在同一组件中进行了批量生产,通过规模经济节省了大量成本。


苹果还经常重复使用并改造自己开发的定制硅材料,这使得它能够以较低的成本进入其他市场。例如,苹果使用了为iPhone和iPad开发的内核来驱动HomePod之类的设备。Apple TV还定期使用前几代A系列芯片。


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苹果公司将Mac电脑上使用的最新定制芯片称为T2,它支持Touch ID、硬件加速加密和媒体编解码器、支持Touch Bar和Hey Siri,以及各种其他功能,有一些功能也可由ARM内核或微控制器驱动。


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然而,这里的价值不在于使用“ARM”,而在于苹果设计并使用自己的芯片时所能进行的深度整合和优化。这些投资非常昂贵,但足以让苹果在竞争者中脱颖而出。


Google通过创造自己的Visual Core芯片来增强Pixel手机的摄影效果,这是一项非常昂贵的工作,但并未给Google公司带来预期的巨大收益。迄今为止最成功的Pixel手机应该是价格最便宜的Pixel 3a,Pixel 3a甚至都没有使用其研究的visual core芯片。


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微软宣布其Surface笔记本使用高通的“定制ARM处理器”,这掀起了不小的波澜,但是除了时钟速度变快之外并没有什么闪光点。


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苹果在硅材料定制上已经远远超越了其他竞争者,这让我们看到了苹果未来可以完成什么。包括其现有的移动设备、新兴的可穿戴设备组合、任何采用高级定制硅驱动的新Mac电脑,以及尚未发布的全新功能的设备,这些设备将作用于各个领域。

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