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苹果英特尔分手,Arm最高兴?

作者: 台灣儀達電子科技有限公司(EDA)发表时间:2020-07-09 浏览量:7

北京时间6月23日凌晨1点,苹果公司召开了2020WWDC(苹果全球开发者大会),会上宣布,苹果将在新版Mac上采用基于Arm架构的自研芯片。

    苹果CEOTimCook表示,Mac在历史上有三次重要的转折。一是从最初的架构转向PowerPC芯片,二是过渡到MacOSX操作系统,三是迁移到英特尔x86计算架构。如今,Mac将从英特尔芯片转向苹果自研芯片,使Mac的性能有新跨越。

    苹果沿用SoC研发经验

    “自研芯片+自研OS”的软硬件集成生态,是苹果最大的底气。从2010年随iPhone4面世的苹果A4处理器开始,苹果在芯片领域已经有了十年的自研历史。苹果硬件技术高级副总裁JohnySrouji透露,苹果的SoC出货量已经超过20亿颗,并设计和交付了数十亿颗配套芯片。

    针对不同产品系列的功能要求,苹果基于可扩展的计算架构,开发了高度定制化的SoC,并持续优化芯片的性能功耗比。在iPhone产品线,苹果的A系列处理器保持着一年一代的开发节奏,2019年推出的A13处理器相比2010年的A4处理器,性能已经提升了100倍以上。在iPad产品线,苹果研发了6款SoC,最新款的iPadPro的显卡性能在十年间有了1000倍的提升。同样,在AppleWatch系列,苹果扩展了SoC架构并进行优化,以满足低功耗设备的性能需求。

    在iPhone系列、iPad系列和Watch产品的芯片研发履历,让苹果对于Mac架构的研发充满信心。Srouji表示,苹果最关注的两个产品指标是性能和功耗。苹果会构建MacSoC产品系列,并配置电源管理、安全隔区、GPU、神经引擎、机器学习加速器、视频显示和图像显示引擎等一系列定制技术,在实现性能提升的同时进一步降低能耗。

    “ARM构架比x86架构更注重低功耗,苹果的新芯片追求能耗更低、发热更少,并顺应PC终端产品的轻薄化趋势。更重要的是,采用自研的ARM架构芯片,会大大降低成本。”行业分析师吕芃浩向《中国电子报》记者表示。

    打通iPhone、iPad、Mac应用生态

    对于不同产品线的应用生态,苹果采取了“分化”和“联动”的双重策略。一方面,为了一定程度优化软硬件耦合,苹果为每一个产品系列开发了独立的操作系统。另一方面,苹果持续增强不同操作系统的联动性,以提升开发者工作效率并优化用户体验。在2019年的WWDC,苹果宣布增强了MacOS与iPad的屏幕联动,通过Sidecar功能将iPad变成Mac的扩展屏,并通过软件工具包增强iOS与MacOS的联动性,让针对iPhone开发的应用可以方便地扩展到Mac系统。

    在使用自研芯片的Mac上,iPhone、iPad、Mac操作系统将进一步打通——iPhone和iPad应用可以直接在Mac运行。

    “从生态构建上讲,Arm架构可以帮助苹果打通不同形态设备之间的壁垒,实现交互模式和工作场景无缝衔接,使用户在不同终端设备上有相同的体验。移动端是苹果的主战场,使用ARM架构CPU芯片的苹果电脑与iPad、iPhone底层技术一致,可以直接运行iOS上的软件,方便各类软件的开发升级。”吕芃浩表示。

    为了帮助开发人员更轻松地编写适用于整个苹果生态的应用程序,苹果推出了一系列的编译和迁移工具。例如在用Intel芯片的Mac和苹果自研芯片的Mac上都能使用的二进制程序代码Universal2,开发者可以用同一套代码在两个平台进行开发。目前微软正在基于Universal2开发用于新版Mac的Office,Adobe也在开发Mac版的应用软件。在Mac从PowerPC向x86架构过渡时,Rosetta能够对应用进行转译,使它们在新的平台运行。在苹果最新的Mac操作系统BigSur中,配置了性能更优、兼容性更强的Rosetta2,帮助用户在新的平台运行现有的Mac应用程序。同时,苹果运用虚拟性技术,支持Linux等多种开发环境在Mac运行。

    “采用苹果自研芯片的Mac能够直接运行iPhone和iPad应用,用户可以直接从MacAppStore下载这些应用,大多数应用无需开发人员改动就可以正常运行。这意味着用户在新款Mac上能够运行的应用范围非常广。”苹果高级软件副总裁CraigFrederighi表示。

    Arm进一步渗透PC市场

    长期以来,Arm架构和英特尔x86分别在移动处理器市场和PC处理器市场保持着压倒性优势。然而,随着5G商用部署加速,注重移动性和始终在线的PC产品,让Arm有了进一步向PC市场渗透的可能。

    在2018年COMPUTEX台北电脑展上,高通发布了面向Windows10Arm笔记本电脑的骁龙850处理器,联想、三星、华为等OEM先后推出了搭载骁龙850的轻薄本、商务本和平板电脑。2019年,微软推出的SurfaceProX搭载了基于Arm架构的SQ1处理器。

    功耗低、易于与基带芯片整合、采用台积电最新制程,形成了Arm架构在PC市场的独特优势。吕芃浩表示,在乔布斯时代,苹果就提出计算机架构有10年的寿命期限,架构达到其性能极限,就会被取代,苹果PC再次更换架构也遵循这个节奏。从本质上来讲,现有的英特尔x86架构芯片逐渐无法满足苹果电脑的性能和客户体验的需求,也不利于苹果产品生态的融合。

    “英特尔的芯片制造水平刚达到10纳米工艺,已经落后于为苹果代工芯片的台积电。苹果公司采用自研芯片更有利于产品的更新换代,减少对英特尔芯片研发进度的依赖。”吕芃浩表示。

    虽然有了苹果Mac加持,但英特尔在PC市场有着长期的积累,尤其在软件、应用、端口适配方面,已经形成了生态优势。Arm架构要从英特尔手里抢下更多的市场份额,仍需要继续弥补在算力和生态上的差距。

    “英特尔在PC端仍是巨头,Arm构架的渗透率依然较低。高通和微软都进行过基于Arm的PC尝试,效果有待进一步优化。同时,在游戏领域,Arm架构与X86架构性能差距较大,短时间内是难以渗透的。但是,长期来看,Arm在办公PC市场将会崛起,并占据相当一部分市场份额。”吕芃浩表示。

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