苹果在WWDC上从英特尔转向ARM Mac将定义十年的计算

下周，苹果2020年全球开发者大会预计将详细介绍如何从英特尔的x86芯片迁移到苹果自己设计的新处理器。以下是这将如何戏剧性地影响下一个十年的计算。

在史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)2005年发布的一份声明中，苹果在Mac电脑上采用了英特尔(Intel)的处理器，这是出了名的。该声明概述称，从2006年初开始，新款iMac和笔记本电脑将开始采用英特尔新发布的x86酷睿处理器。WWDC05帮助开发人员做好转换的准备，以确保新英特尔Mac电脑的购买者可以继续使用他们的Mac软件。

转向英特尔使苹果及其Mac用户在各种方面受益。新的英特尔Mac电脑可以利用x86芯片的规模经济，以实惠的价格实现处理能力的定期新改进，这是苹果现有的PowerPC芯片供应商无法提供的。

这也意味着新的x86 Mac可以与运行Microsoft Windows的硬件兼容，也可以兼容为其设计的软件。除了启动Windows之外，英特尔Mac还可以在Mac桌面上本地托管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到Mac应用程序中运行。

那么，在过去的15年里，是什么变化让苹果现在有兴趣放弃英特尔的x86芯片呢？有很多重要的因素。其中之一是，随着主流消费者支出和技术投资从个人电脑转向移动设备，微软Windows及其Windows软件的重要性已经大幅下降。

Windows和x86兼容性对一些用户仍然很重要，但对大多数用户来说，这两者都没有今天那么重要。此外，大多数有特定需要使用x86软件的用户通常是最不可能从所有其他可用的PC选项中考虑Mac的。

根据AppleInsider整理的过去十年的历史服务数据记录，2010年约有15%的Mac用户安装了Boot Camp，而今天只有约2%的计算机通常设置为双引导进入Windows。

预计将对英特尔Mac电脑产生重大影响的一个具体领域是视频游戏。然而，PC游戏仍然扎根于Windows个人电脑上，而Mac电脑并没有仅仅因为移植了Windows游戏的涌入而发生了实质性的变化。

另一方面，苹果还创造了一些以前从未有过的东西：它自己的移动平台比Windows大，与x86无关。在过去的十年里，苹果不再只投资于英特尔的x86相关平台，而是越来越多地投资于其独立的工具和基础设施。

这包括苹果定制的ARM芯片，以及它的LLVM软件编译器、SWIFT语言、Xcode开发工具、App Store平台、Apple Arade等新服务，以及所有相关工作，这些工作使iOS及其类似产品成为富裕客户使用的高端智能手机、企业用户采用的平板电脑以及Apple Watch和AirPods等可穿戴设备等新计算领域的领先平台。

上一次苹果面临在其Mac电脑中使用英特尔芯片的选择时，这些都不存在。

早在20世纪90年代初，苹果就曾根据“星际迷航”(Star Trek)项目在内部研究过将Mac从最初的摩托罗拉68K处理器转移到英特尔x86芯片的想法，但实际上决定将Mac现有的第三方68K软件库转移到英特尔x86芯片上太难了，此举几乎没有什么好处。

相反，苹果寻求与IBM和摩托罗拉建立新的合作伙伴关系，以IBM的POWER架构为基础，为台式PC开发一种全新的芯片平台。由此产生的PowerPC是一种全新的设计，没有背负英特尔上世纪80年代遗留下来的长达十年的包袱。

新的PowerPC芯片最初帮助苹果的PowerMac保持了与基于英特尔的Windows PC的竞争力，而苹果则支持在速度更快的新PowerPC芯片上模拟旧软件。

然而，PowerPC的新颖性也让许多其他最初的合作伙伴无法像苹果那样完全采用它。到21世纪初，苹果是唯一一家生产任何数量的个人电脑的PowerPC用户。

但苹果也没有掌握或控制PowerPC的发展方向。IBM和摩托罗拉(Motorola)的飞思卡尔(Freescale)在很大程度上被设计和制造用于汽车或视频游戏机的嵌入式PowerPC芯片分散了注意力，而不是专注于满足苹果Mac电脑的需求。

1993年左右，苹果有理由对英特尔说“不”的情况发生了很大变化，到了2005年，苹果已经准备好说“是”，将其Mac平台转向英特尔的x86平台。然而，在公开庆祝这一决定的同时，苹果内部也制定了其他不涉及英特尔的计划。

第一个是iPhone，苹果最初想用英特尔制造的XScale芯片驱动iPhone。英特尔当时的首席执行官保罗·欧德宁最初对苹果说不，他担心苹果的手机项目不够成功，不足以证明英特尔的投资是合理的。

事实证明，这是大错特错的。在短短几年内，苹果在iPhone上的成功是如此明显，以至于英特尔自己也迫切希望在未来的移动产品上与苹果合作，特别是它即将推出的平板电脑。英特尔预计苹果将选择其即将推出的x86 Silverthorne移动芯片，后来更名为Atom。

但这一次，苹果对英特尔说了“不”，转而启动了一个项目，旨在打造一种新的定制ARM芯片系统，可以为即将推出的iPad以及随后的iPhone4提供动力。该项目于2010年以A4的形式交付使用。

苹果还在另一款已经使用英特尔x86芯片的产品Apple TV中使用了A4。Apple TV的最初版本实际上是一台缩小版的x86 Mac，但在2010年，该产品成为另一款运行苹果ARM SoC的基于iOS的设备。

与Mac不同的是，Apple TV并没有从使用x86芯片中获得任何好处。它无法在上面运行Windows软件，也不需要英特尔领先的性能。相反，改用苹果的A4使苹果能够以低得多的价格出售其电视设备；价格从229美元降至99美元。

从英特尔的转变并不是价格下跌的全部原因，但苹果的硅片帮助它提供了更便宜的产品，可以吸引更多的受众。

在接下来的十年里，苹果积极投资于自己的A系列硅开发，并行但独立于其在Mac电脑中持续使用英特尔芯片。苹果在自己的移动芯片上的竞争性投资是如此有效，以至于它将英特尔降级为移动芯片领域的少数参与者。Atom甚至在十年结束前就被取消了。

苹果对其定制芯片的持续投资并没有仅仅阻碍英特尔在移动领域建立任何真正的市场力量。它还帮助苹果建立了必不可少的软件平台。虽然大多数科技媒体预测Android将成为新的Windows系统，对消费科技行业的控制类似于微软，但实际发生的情况是，苹果同时成为移动设备的英特尔(Intel)和Windows。

Android最终没有成为新的Windows，而是扮演了盗版Windows的角色：一个具有竞争力的占位符，有效地阻止了任何其他真正的竞争对手获得吸引力--具有讽刺意味的是，包括微软自己进军移动领域的努力。

谷歌正在做所有艰难而令人沮丧的工作，在各种商用硬件制造商之间维护一个获得广泛许可的平台，几乎是免费的，而苹果几乎赚取了iOS上所有可用的利润。

虽然Android和iOS都在投资ARM，但只有苹果在投资定制开发自己的优化芯片。苹果在过去十年开发的移动平台带来了数千亿美元的硬件销售收入，以及数百亿美元的App Store和订阅收入，远远超过谷歌(Google)的Android。

事实上，它们的价值如此之高，以至于谷歌向苹果支付了额外的数十亿美元，以获得其用户基础，在iOS上提供搜索和广告。

苹果移动平台的规模和重要性如此之大，以至于它们现在让个人电脑业务本身黯然失色。苹果从其移动平台上赚的钱比从Mac上赚的钱多得多。与Wintel平台相比，苹果的移动平台现在对Mac的贡献更大。

苹果公司最近的策略就是利用Project Catalyst将现有的iPad软件移植到Mac上，这就是明证。与在英特尔Mac上支持传统的x86 Windows软件相比，将现代iPad代码移植到Mac上的潜力要大得多。

苹果还值得注意的是，尽管ARM SoC是为低功耗移动设备开发的，但它推出的ARM SoC在性能上与英特尔(Intel)的x86笔记本芯片不相上下。苹果有能力开发为Mac优化的新定制芯片，可能会在设备中使用多个芯片。

这也会让iPad和iOS开发者更容易将他们现有的代码转移到Mac上，即使这会让将旧的x86代码转移到新的Mac上变得更加困难。

将现有平台迁移到新处理器体系结构的最大问题之一是如何迁移现有软件库。再一次，苹果现在有了一个新的解决方案，这是以前从未有过的。

通过App Store销售软件的开发者可以上传代码，这些代码可以针对不同的平台进行编译，并以正确的形式自动交付给买家。这并不能解决所有问题，但确实使迁移到新硬件变得比以往任何时候都更容易。

在A7发布后，苹果本身就依赖于这一机制来帮助推出新的64位iOS平台。在Mac上，类似的向新硬件架构的迁移可以类似地推动Mac App Store和ARM Mac的采用。

然而，苹果在移动芯片领域的成功不仅仅归功于ARM内核。谷歌和微软都致力于开发基于ARM的手机、平板电脑，甚至更传统的类似笔记本的设备，但都没有取得类似的成功。

包括三星(Samsung)和华为(Huawei)在内的所有Android商用硬件制造商也都使用ARM芯片，但没有产生与iPhone和iPad为苹果带来的商业成功相提并论的水平。

在过去的十年里，苹果出货了大量基于ARM的设备，规模之大令人难以置信，这使得它很难与之竞争。然而，苹果在定制硅领域的成功不仅仅是投资于ARM，而不是从英特尔购买芯片。

苹果定制硅片的一个更大的元素是它允许的垂直集成，包括对硅片的优化，这些优化可以根据操作系统的需要进行定制，并提供独特的功能，从而实现差异化功能。ARM的存在促进了这一点，但苹果定制硅片的价值不仅仅是使用与ARM兼容的CPU内核。

事实上，苹果使用的ARM内核只占其定制SoC面积的一小部分。更大的部分用于GPU内核，这些内核不是ARM。苹果最初授权想象力技术公司的GPU核心设计，但后来开始开发自己的定制GPU核心。

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、人工智能和其他独特的逻辑核心，这些核心都是垂直集成的，也是在同一组件中批量生产的，通过规模经济创造了巨大的节省。

苹果还定期重复使用和改装其开发的定制硅，使其能够以低于竞争对手的成本进入其他市场，而竞争对手缺乏这样的前作资料库可供借鉴。例如，苹果使用了为iPhone和iPad开发的内核来驱动其可穿戴设备和HomePod等动力设备。苹果电视也定期使用前几代的A芯片。

苹果也已经在使用其A系列芯片的大部分逻辑，减去主要的ARM CPU核心，在其最近的Mac上执行支持任务。

苹果称其在Mac上使用的最新版本的定制芯片为T2，它支持Touch ID、硬件加速加密和媒体编解码器，支持Touch Bar和嘿Siri，以及各种其他功能。其中一些功能也由ARM内核或微控制器驱动，而其他功能则使用不同的核心技术。

然而，这里的价值不仅仅来自使用ARM，还来自苹果在设计和使用自己的芯片设计时可以进行的深度整合和优化。这些投资极其昂贵，但可以支持难以与之竞争的可靠、差异化的功能。

谷歌在创造自己的视觉核心硅来增强其Pixel手机上的摄影功能方面展示了这一点。这是一项非常昂贵的努力，但没有取得太大成就，因为它没有带来显着的硬件销售。

事实上，到目前为止，最成功的Pixel手机是该公司最便宜的Pixel3a，它甚至根本没有使用该公司定制的成像核心。事实上，它通过不使用定制硅来实现其负担得起的价格。苹果让定制硅片看起来很简单，但它绝非易事。

微软(Microsoft)还宣布，其Surface笔记本使用的是高通(Qualcomm)定制的ARM处理器，但这在很大程度上是在炒作，因为它使用的芯片除了时钟速度略高之外，实际上并没有什么值得注意的地方。

谈论或尝试定制硅与苹果交付的工作之间的巨大鸿沟，为苹果未来能实现什么提供了一些视角。这将包括其现有的移动设备，其新兴的可穿戴设备产品组合，任何由先进定制硅驱动的新Mac电脑，以及尚未发布的服务于从健康到家庭集成和其他前景看好的类别的全新角色的设备。

一个值得注意的例子是传言中的苹果眼镜，它需要先进的硅工艺来处理图像、运动、图形、安全、原生智能、电源管理和无线连接，封装极其紧凑。

ARM正在开发这一封装的元素，但苹果已经在努力开发其现有定制硅中的所有这些功能，通过其独特的移动设备销量为这项工作的极端成本提供资金。

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