苹果这一届的WWDC：ARMMac或将决定未来十年的电脑走向

暗夜小羽

【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。



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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。


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。
本文由极果用户江南落花雨丶原创