Apple Silicon Macs如何在2020年增强计算能力

苹果公司准备为其古老的Macintosh计算平台推出一种引人注目的新架构。这就是为什么新的Apple Silicon硬件是Mac未来重要一步的原因。

苹果为何要转向新的芯片

在过去的四十年中,苹果公司做出了一系列独特的重大举措,将其Mac硬件转变为全新的和完全不同的芯片架构。

没有其他计算平台能够成功完成类似规模的复杂任务,更不用说尝试苹果在Mac上进行的三大平台转变,从1980年代的Motorola的68000到90年代的PowerPC,再到Intel的x86。 2000年代。

每次迁移都需要付出巨大的努力,不仅要交付新硬件,还要转换庞大的软件平台并创建新的开发工具,以最大程度地减少用户和开发人员的过渡痛苦。当苹果公司在90年代初迁移到PowerPC时,当时的其他平台也应该完成自己的并行转换,包括Microsoft的Windows NT,IBM的OS / 2,Commodore Amiga等。

苹果公司成功完成向PowerPC过渡的独特能力因其他公司未能做到这一点而变得复杂,导致苹果最终成为了唯一的主要PowerPC用户。过渡的困难及其意外的结果可能表明,事后看来,尝试进行如此复杂而冒险的任务最终是一个错误。

另一方面,大约十年后,苹果向Intel Macs的迁移被誉为一项高超的战略举措,使苹果能够进入新市场并最终极大地扩展其Mac平台。然而,苹果从2006年开始转向英特尔的芯片很大程度上是由于该公司以前在PowerPC中学习如何执行这种过渡的经验所致。

进行了十年的Apple Silicon过渡

考察一下苹果今年再次转向全新芯片架构有什么好处,这一次使用自己设计的定制硅架构,而不是购买任何PC制造商都可以买到的现成芯片。

Mac制造商以各种方式迁移到新的“ Apple Silicon”并不是完全新的。自2008年以来,该公司一直在开发定制的“片上系统”硅片,此举使得A4芯片为iPhone 4,原始iPad和第一台基于iOSApple TV提供了动力。

从2016年开始,苹果开始发售配备了T1的Mac,这是一种定制SoC,旨在处理Touch ID安全性并提供系统管理控制器功能,从而使Apple的Intel Mac与商用的Intel PC脱颖而出。甚至在T1之前,苹果公司定制的SMC微控制器就可以管理Mac的电源管理,电池充电,睡眠和休眠,视频显示模式以及其他可自定义和增强Mac体验的功能。

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苹果的T2 SoC

自2017年以来,新的Mac配备了更加先进的T2 SoC。这款64位芯片可处理从磁盘加密到图像处理的所有内容,并支持从iPad Sidecar到Hey Siri的各种功能。T2 Mac的最近几年实际上已经是具有支持本机x86软件兼容性的Intel处理器的Apple Silicon Macs

Mac如何迷上英特尔芯片

Apple的Intel Macs当前使用与运行Windows或Linux的行业标准PC相同的Intel x86架构。实际上,当今Mac中的Intel芯片本质上是使Mac运行Windows软件或运行Linux服务器实例变得如此容易的原因。

这种共性和兼容性最初被吹捧为Apple在2006年转向Intel芯片的主要原因。

在此之前,苹果的Macs使用PowerPC芯片,该芯片可以拥有比x86芯片更多的技术优势。但是,由于经济因素的原因,PowerPC越来越难以跟上英特尔具有竞争力的x86发展的步伐。

到2004年,苹果公司是唯一使用PowerPC芯片的重要供应商。台式机计算领域的其余部分基本上已经采用了Intel的x86芯片,从而创造了巨大的规模经济,从而支持了Intel对其后代x86芯片的持续投资。

由于Mac的销量仅逐渐增长,并且没有扩大对PowerPC芯片需求的剩余前景,因此PowerPC架构背后的制造合作伙伴缺乏保持与英特尔持续不断的硅开发步伐保持一致所需的任何类似的安全财务支持。

开发新一代芯片是一项非常昂贵的工作,单一家PC制造商每年仅售出约330万台Mac,根本无法获得竞争资金。2004年,Windows PC的销量比Mac销量高出56倍。当年,PC制造商的总销量为1.825亿台,这在PowerPC Mac平台和英特尔PC平台之间造成了巨大鸿沟。

苹果从PowerPC迁移到英特尔的努力消除了这一鸿沟,并将英特尔的规模经济优势带到了Mac,这不仅使Apple不仅能够与硬件竞争对手保持一致,而且以其他方式进行创新,这使得Mac的价值远超于Mac。沼泽标准电脑。苹果的macOS本身就是一个很好的例子,它在可用性,安全性和吸引力方面为苹果平台增加了独特的价值。

在2012年,霍勒斯·德迪描述Asymco的苹果如何转身微软的主导地位,在个人电脑,详细介绍了如何区分其英特尔Mac迅速转向Mac电脑的售出电脑的比率。

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Windows单位作为多种Apple设备出售。资料来源:Horace Dediu

苹果建立了一个比Mac大的新非英特尔平台

在史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)在2006年首次推出苹果公司最初的英特尔Mac之后,立即发生了另一个非常重大的变化。第二年,苹果公司推出了iPhone,随后在2010年推出了基于iOS的iPad平板电脑。

在接下来的十年中,苹果公司新的iOS移动软件平台(基于macOS)至少会变得和Windows,Linux,ChromeOS或其他任何东西一样大,并且可以说是更具影响力的软件和开发平台-无疑在移动设备的爆炸式增长市场。

重要的是,新的Apple平台不需要Intel芯片。iPad销量的迅速增长驱使Apple成为世界领先的个人计算机制造商,尽管行业营销团队大胆地试图将iPad描绘成“媒体消费设备”。

现实情况是,iPad和iPhone通常取代了PC的历史角色,同时为基于Intel的PC无法比拟的移动计算创造了新的市场。这是一个经典的颠覆性案例:创新的新产品可以有效地与“服务于市场”的现有,更复杂,更昂贵的替代产品竞争。

尽管微软做出了各种努力来制造自己的“移动Windows”;英特尔为推动Linux和Android制造商销售其移动x86芯片的各种尝试;以及Google努力使用Android复制Apple iPad并通过自己的基于Web的“ Chrome” PC或上网本来对付它,没有其他公司能够开发可在商业上与Apple iOS和iPad OS媲美的移动计算应用平台。类似的规模,并且具有类似的商业成果。

竞争对手的移动平台支持受益于iOS的规模经济

实际上,没有人能够取得Apple的成功,因为没有人实际复制Apple所做的事情。ChromeOS最接近:像Intel Macs一样,它在相对标准的硬件上启动了独特的OS。

Google并未在寻求廉价硬件的美国学校以外的任何地方采用ChromeOS。

Android许可证持有者已经集体运送了许多智能手机,但是Android平台的价值在应用商店和硬件平台之间分崩离析。Android许可证持有人的共通性并没有带来苹果无法比拟的规模经济,而是在很大程度上只是支持了更重要的行业标准:ARM体系结构硬件。

由于Apple在其iOS设备中也使用了ARM芯片,因此它从业界对ARM体系结构的普遍使用中受益匪浅,包括对ARM芯片开发以及ARM体系结构软件工具,编译器和其他工作的全部投入。

因此,尽管Mac借助Intel的PC通用性来提高Windows或Linux上的macOS的独特价值,但苹果的移动设备销售人员却利用ARM架构来支持iOS和iPadOS,以替代Android。

但是还有一个区别:尽管英特尔的台式机x86代表了专有的处理器平台,但移动ARM架构是苹果公司可以许可并自主开发的技术,以与以前相同的方式在硅片级上增加了独特的价值。 macOS,iOS和iPadOS的软件。

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苹果的A4利用ARM的规模经济,同时增加了额外的自定义价值

拥抱,延伸,扑灭

通过将其后代的Macs转移到自己独特的增强型硅片上,Apple再次能够从共同的规模经济和增加独特价值的专有技术发展中受益。值得注意的是,PC和移动领域的其他竞争者都曾尝试过,但同样没有做到。

三星和LG都试图通过Tizen和webOS收购并开发自己的独特软件开发平台。然而,在较小的智能电视和手表市场之外,Android有效地阻止了其在标准硬件(包括手机,平板电脑或笔记本电脑)上推动差异化软件的批量销售的能力。

华为也类似地声称,在美国阻止其使用谷歌的Android之后,它即将不必要地引入自己的内部OS平台。但这只是对华为销售的干扰,因为现有的Android购买者不希望使用非标准,不兼容的Android替代产品。

Android本应与苹果联合起来。相反,它已将其被许可人锁定为对Google及其政策的依赖,同时有效地阻止了这些被许可人利用自己的软件平台自行进行自由创新。

在另一个方向上,Microsoft进行了多次尝试,以利用ARM体系结构的移动优势将Windows PC和移动设备从Intel转移到ARM。但是微软缺乏苹果决定性地将其整个平台转移到新芯片架构的能力,因为微软Windows平台的绝大部分是由PC许可证持有者提供的。

微软及其合作伙伴所交付的少数Windows ARM上的设备只是分裂了Windows平台,而没有提供可观的附加价值。与苹果公司不同,微软也没有自己的芯片专业知识,只是让它新依赖高通公司而不是英特尔公司,并且像谷歌在Android中对ARM和Intel的支持一样,跨越这两种芯片架构是一种责任,而不是真正的负担。优点。

Apple Silicon为Macs带来了新的平台优势

从Intel x86芯片转移到自己的Apple Silicon SoC时,Mac将失去2006年获得的一些硬件兼容性。但是,此后发生了两件事。

首先,对于曾经非常重要的许多人来说,运行Windows的需求已大大下降。其次,Microsoft本身已经开发了在ARM上运行Windows的本机功能。

同时,Apple Silicon Macs将具有在本地运行为iOS开发的ARM软件的能力。这不仅意味着在Mac上为iOS开发并迁移iOS应用程序使其在Mac上运行将更加容易,而且对于苹果和第三方开发人员而言,开发使用该工具的软件工具和专用代码也将更加容易。苹果不仅开发了ARM体系结构CPU,还开发了其他硅引擎,包括其定制的Apple GPU,神经引擎以及诸如AMX机器学习加速器之类的功能。

对于大多数用户而言,Apple Silicon的这些新优势将比本地运行Windows的x86版本更有价值。

还要注意,所有这些定制的硅处理器引擎(均已针对特定的操作类型进行了调整)只有几年的历史。在iPhone,iPad和Apple Silicon Mac持续销售的推动下,Apple Silicon SoC的未来发展可以适应处理在不久的将来发展的专门的新功能。

通过在各处使用自己的芯片设计,Apple不仅可以增强Mac的功能,而且可以更快地将先进的新技术带到其他新产品中,从新型可穿戴设备到家用设备。

Apple可以继续改进其Apple Silicon Mac,以提供笔记本电脑和台式机,这些笔记本电脑具有更多的自身愿景,而不仅仅是计算但模糊的设备,而不是局限于为提供经典PC体验而优化的基本Intel x86架构。 Apple Watch模型中的软硬件之间的界线,并以Continuity模型与其他设备无缝集成。

T2苹果硅

苹果已经通过将现有的A系列芯片的大部分通过T2集成到最新的Mac中来实现这些目标,T2将苹果的自定义编解码器,存储控制器和安全功能(例如Secure Enclave)引入了Mac。

为了进一步取代Intel的CPU,其集成的GPU和当前由x86芯片处理的其他功能以及围绕Intel x86架构开发的支持硬件,Apple可以从根本上将未来的Mac推向一个新的方向,从而将落后于标准PC。就像iPad抛弃了更简单的Android平板电脑一样,或者iPhone芯片已经迅速超越了Android手机所具备的方式。

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自定义T2 Apple Silicon已经为Intel Macs带来了与众不同的功能,包括Touch ID,SideCar,Touch Bar和Hey Siri

在过去的十年中,Mac越来越受到英特尔x86架构的阻碍,而不是从规模经济中受益。现在是将移动Mac转移到功能更强大,图形功能更强大的广泛成像和机器学习芯片上的绝佳时机,该芯片与Apple自己的iOS硬件共享规模经济。

此外,苹果还将获得另一项重大利益:利用台积电先进的5nm硅制造技术,该技术在其第十代Ice Lake x86芯片中远远超过了英特尔当前的10nm芯片制造能力。

对于英特尔来说,这也是巨大的损失,因为苹果公司是其最有价值和技术要求最高的客户之一。随着微软和其他PC制造商也将部分生产转移到各种替代芯片制造商,英特尔x86平台的规模经济将遭受重大削弱,这也将损害每一个依靠英特尔帮助他们保持平价的PC制造商。苹果。

回想一下,正是英特尔推动了整个行业的努力,促使PC制造商提供可以与苹果MacBook Air竞争的超轻薄笔记本电脑。

随着英特尔越来越无法帮助PC竞争对手复制苹果的作品,我们很可能会看到Mac脱颖而出,与iPad超越其他平板电脑的步伐越来越近,Apple Watch落后于其他智能手表,或者iPhone随Android手机的发展而前进支持他们的雄心壮志,以降低价格。

这将是一个重要的发展,因为在英特尔的控制下,个人计算机以前的发展速度不及移动设备。这也是一个发展,可能会刺激其他公司尝试新的方法,而不是仅仅推出包裹在英特尔平台上并运行Microsoft OS的通用PC盒。

如果他们无能为力,我们很可能会看到Mac的销售出现新的飞跃,它将为创意用户,企业,教育和其他领域带来更先进,更互联,功能更强大的计算,从而推动台式机计算领域的类似进步。正如我们已经在手机和平​​板电脑中看到的那样。

如果其他任何人都能竞争,我们将看到更广泛的技术进步更快地推动了技术发展。

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