預(yù)計(jì)下周，蘋(píng)果公司2020年全球開(kāi)發(fā)者大會(huì)將披露蘋(píng)果從Intelx86芯片轉(zhuǎn)移到蘋(píng)果自己設(shè)計(jì)的新處理器的具體細(xì)節(jié)，這可能會(huì)嚴(yán)重影響到下一個(gè)十年的計(jì)算機(jī)技術(shù)。

Intel怎么了？

2005年，史蒂夫·喬布斯（Steve Jobs）發(fā)布聲明稱蘋(píng)果公司的Mac將采用Intel處理器。該聲明指出，新的iMac和筆記本電腦將從2006年初開(kāi)始使用Intel新發(fā)布的x86 內(nèi)核處理器。

2005年的WWDC幫助開(kāi)發(fā)人員做好了準(zhǔn)備，以確保購(gòu)買者所購(gòu)買的新IntelMac可以繼續(xù)使用其Mac軟件。

這一舉動(dòng)讓蘋(píng)果及其Mac用戶以多種方式從Intel受益。新的Intel Macs可以利用x86芯片的規(guī)模效應(yīng)，以可承受的價(jià)格對(duì)其處理能力進(jìn)行改進(jìn)，這是蘋(píng)果之前的PowerPC芯片提供商無(wú)法提供的。

這也意味著新的x86 Macs在用Microsoft Windows啟用自己的軟件時(shí)，在硬件上兼容。除了能夠啟動(dòng)Windows，IntelMacs還可以在Mac桌面上本地托管Windows應(yīng)用程序或虛擬化整個(gè)Windows系統(tǒng)。

此外，為x86 PC編寫(xiě)的視頻游戲可以更輕松地移植運(yùn)行為Mac應(yīng)用程序。

那么，過(guò)去15年中，究竟是什么變化讓蘋(píng)果決定現(xiàn)在放棄Intelx86芯片？重要因素有很多，其中之一便是隨著大部分消費(fèi)者的支出和技術(shù)投資已從PC設(shè)備轉(zhuǎn)移到移動(dòng)設(shè)備，Microsoft Windows及其Windows軟件的重要性已大大降低。

如今，Windows和x86的兼容性對(duì)于某些用戶仍然很重要，但是對(duì)大多數(shù)用戶而言，這兩個(gè)功能就沒(méi)有那么重要了。另外，大多數(shù)對(duì)x86軟件有特定需要的用戶通常最不可能從所有其他可選的PC設(shè)備中考慮Mac。

相反，絕大多數(shù)Mac用戶不需要托管x86或Windows代碼。

根據(jù)AppleInsider過(guò)去十年的歷史服務(wù)數(shù)據(jù)記錄顯示，雖然2010年間，大約15％的Mac用戶安裝了Boot Camp，但如今卻只有大約2％的計(jì)算機(jī)設(shè)置為雙啟動(dòng)到Windows。

視頻游戲是一個(gè)有望對(duì)IntelMac產(chǎn)生重大影響的特定領(lǐng)域。然而，PC游戲仍然扎根于Windows PC上，而Mac并沒(méi)有因?yàn)閃indows游戲的大量遷移涌入而發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化。

另一方面，蘋(píng)果還創(chuàng)造了前所未有的東西：它自己的移動(dòng)平臺(tái)所占市場(chǎng)份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Windows平臺(tái)且與x86無(wú)關(guān)。在過(guò)去的十年中，Apple不僅在Intelx86相關(guān)平臺(tái)上進(jìn)行了投資，而且還在持續(xù)增加對(duì)獨(dú)立工具和基礎(chǔ)架構(gòu)的投資。

這包括蘋(píng)果自己的定制ARM芯片及其LLVM軟件編譯器，Swift語(yǔ)言，Xcode開(kāi)發(fā)工具，App Store平臺(tái)，Apple Arcade等新服務(wù)。所有這些相關(guān)的工具和平臺(tái)已建立起iOS系統(tǒng)及其類似物作為領(lǐng)先平臺(tái)，為精英用戶提供高端的智能手機(jī)，為企業(yè)用戶提供平板電腦，以及應(yīng)用在新的計(jì)算領(lǐng)域，包括Apple Watch和AirPods等可穿戴裝置。

蘋(píng)果與Intel的“愛(ài)恨情仇”

蘋(píng)果上一次面臨是否在其Mac計(jì)算機(jī)中使用Intel芯片的選擇時(shí)，這些都不存在。

早在1990年代初期，蘋(píng)果公司就在Star Trek項(xiàng)目中討論了將Mac從其最初的Motorola 68K處理器遷移到Intel x86芯片的想法，但很快就得出結(jié)論，將Mac現(xiàn)有的第三方庫(kù)68k軟件遷移到Intelx86芯片十分困難，此舉無(wú)濟(jì)于事。

相反地，蘋(píng)果尋求與IBM和摩托羅拉建立新的合作伙伴關(guān)系時(shí)，基于IBM的POWER架構(gòu)為臺(tái)式PC開(kāi)發(fā)全新的芯片平臺(tái)。最終開(kāi)發(fā)出的PowerPC是一種全新的設(shè)計(jì)，與20世紀(jì)80年代留下來(lái)的且有10年歷史的Intel x86有很大的差異。

全新的PowerPC芯片最初幫助蘋(píng)果的PowerMacs保持了與基于Intel的Windows PC的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)蘋(píng)果也支持在更快的新PowerPC芯片上模擬舊軟件。

但是，PowerPC的新穎性也使該項(xiàng)目的許多其他最初合作伙伴無(wú)法像蘋(píng)果那樣完全采用它。到21世紀(jì)初，無(wú)論是從哪種數(shù)量來(lái)看，蘋(píng)果都是使用PowerPC數(shù)量最多的用戶。

但是蘋(píng)果既不擁有也不控制PowerPC的發(fā)展方向。IBM和摩托羅拉的飛思卡爾在將一部分設(shè)計(jì)精力轉(zhuǎn)向制造汽車或視頻游戲機(jī)的嵌入式PowerPC芯片，而不是只專注于滿足蘋(píng)果Mac的需求。

上述情況足以證明，蘋(píng)果公司大約在1993年拒絕使用Intel x86，直到2005年，蘋(píng)果才準(zhǔn)備同意將其Mac平臺(tái)轉(zhuǎn)移到Intel的x86。然而，在公開(kāi)慶祝這一決定的同時(shí)，蘋(píng)果公司也在內(nèi)部制定其他不涉及Intel的計(jì)劃。

蘋(píng)果最初希望使用Intel內(nèi)置的XScale芯片為iPhone提供算力。Intel當(dāng)時(shí)的首席執(zhí)行官保羅·歐德寧起初拒絕了蘋(píng)果，擔(dān)心其手機(jī)項(xiàng)目不能取得足夠的成功以回報(bào)Intel的投資。

事實(shí)證明，Intel當(dāng)時(shí)的判斷是錯(cuò)誤的。在短短的幾年內(nèi)，蘋(píng)果在iPhone上的成功顯而易見(jiàn)，以至于Intel迫切希望與蘋(píng)果合作開(kāi)發(fā)未來(lái)的移動(dòng)產(chǎn)品，特別是對(duì)于即將推出的平板電腦，Intel希望蘋(píng)果選擇即將面世的x86 Silverthorne移動(dòng)芯片（后來(lái)更名為Atom）。

但是這次蘋(píng)果公司卻拒絕了Intel，而是啟動(dòng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)新的定制ARM“片上系統(tǒng)”項(xiàng)目，該項(xiàng)目可以為即將上市的iPad和隨后的iPhone 4提供算力，并于2010年交付A4系列芯片。

蘋(píng)果公司的拒絕還包括在另一款已經(jīng)使用Intelx86芯片產(chǎn)品中使用A4：Apple TV。Apple TV的最初版本實(shí)際上是縮小版的x86 Mac，但在2010年，該產(chǎn)品成為另一種運(yùn)行蘋(píng)果的ARM SoC并基于iOS的設(shè)備。

與Macs不同，Apple TV使用x86芯片不能獲得任何裨益。Apple TV無(wú)法運(yùn)行Windows軟件，也沒(méi)有Intel領(lǐng)先的性能。然而，使用蘋(píng)果A4芯片卻能使蘋(píng)果能夠以更低的價(jià)格出售其電視設(shè)備，價(jià)格從229美元降至99美元。

從Intel轉(zhuǎn)變到A4并不是價(jià)格下降的全部原因，但是蘋(píng)果芯片使得產(chǎn)品更加便宜，從而讓受眾更加廣泛。

在接下來(lái)的十年里，蘋(píng)果公司積極投資自己A系列芯片的開(kāi)發(fā)，與此同時(shí)計(jì)劃擺脫對(duì)Mac中Intel芯片持續(xù)使用的依賴。蘋(píng)果公司對(duì)自己的移動(dòng)芯片的競(jìng)爭(zhēng)性投資效果明顯，以至于它使Intel在移動(dòng)芯片領(lǐng)域占據(jù)次要位置，Atom就是在這十年的時(shí)間里被替換了。

從WinTel到ARM上的Android和iOS

蘋(píng)果對(duì)定制芯片的持續(xù)投資不僅阻止了Intel在移動(dòng)領(lǐng)域建立任何真正的市場(chǎng)力量，它還幫助蘋(píng)果建立了必不可少的軟件平臺(tái)。盡管大多數(shù)科技媒體都預(yù)測(cè)Android將成為具有類似微軟對(duì)消費(fèi)科技行業(yè)控制權(quán)的“新Windows”，但事實(shí)上，蘋(píng)果同時(shí)成為了Intel和移動(dòng)設(shè)備的Windows。

Android最終沒(méi)有扮演新版Windows的角色，而是扮演了Windows盜版的角色：一個(gè)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手且有效地阻止了其他任何真正的競(jìng)爭(zhēng)者的吸引力，諷刺的是，這其中包括微軟自己為進(jìn)入移動(dòng)領(lǐng)域所做的努力。

谷歌為了給所有硬件制造商打造并維護(hù)一個(gè)廣泛許可的平臺(tái)，做了幾乎所有艱難又失敗的工作，最終一無(wú)所獲，而蘋(píng)果卻從iOS中獲得了所有近乎可得的利潤(rùn)。

在Android和iOS都在投資ARM的同時(shí)，只有蘋(píng)果在投資自己的定制芯片，優(yōu)化開(kāi)發(fā)。蘋(píng)果在過(guò)去十年中開(kāi)發(fā)的移動(dòng)平臺(tái)，在硬件銷售方面產(chǎn)生了數(shù)千億美元的收入，在App Store和訂閱收入方面又創(chuàng)造了數(shù)十億美元的收入，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了Google的Android。

它們的價(jià)值巨大，以至于Google向蘋(píng)果支付了數(shù)十億美元請(qǐng)求訪問(wèn)其用戶群，以便在iOS上提供搜索和廣告服務(wù)。

蘋(píng)果移動(dòng)平臺(tái)的規(guī)模之大及其重要性使其大大掩蓋了本身的PC業(yè)務(wù)，蘋(píng)果從移動(dòng)平臺(tái)上賺的錢遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)從Mac上賺的錢。如今，同WinTel平臺(tái)相比，Apple的移動(dòng)平臺(tái)對(duì)Mac的貢獻(xiàn)更大。

蘋(píng)果公司最近使用Project Catalyst將現(xiàn)有的iPad軟件遷移到Mac的策略證明了這一點(diǎn)。將現(xiàn)代iPad代碼移植到Mac上的潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在Intel Macs上支持舊版x86 Windows軟件的潛力。

值得注意的是，蘋(píng)果公司開(kāi)發(fā)的ARM SoC的性能可以與Intel的x86筆記本芯片相媲美，盡管這只是為低功耗移動(dòng)設(shè)備開(kāi)發(fā)的芯片。事實(shí)上，蘋(píng)果有可能使用設(shè)備中的多個(gè)芯片，為Mac開(kāi)發(fā)進(jìn)行優(yōu)化的新定制芯片。

這也將使iPad和iOS開(kāi)發(fā)人員將現(xiàn)有代碼遷移到Mac上更加容易，即使是難以遷移到新Mac的x86代碼上也是如此。

與將現(xiàn)有平臺(tái)遷移到新處理器體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的最大問(wèn)題之一是如何遷移現(xiàn)有軟件庫(kù)。蘋(píng)果再一次提供了前所未有的新的解決方案。

通過(guò)App Store出售軟件的開(kāi)發(fā)人員可以上傳可為不同平臺(tái)編譯的代碼，并以正確的形式自動(dòng)將代碼交付給買方。雖然這并不能解決所有問(wèn)題，但確實(shí)比以往更容易遷移到新的硬件中。

在A7發(fā)布之后，蘋(píng)果本身就依靠這種機(jī)制來(lái)幫助推出新的64位iOS平臺(tái)。在Mac上，類似向新硬件體系結(jié)構(gòu)的遷移可以推動(dòng)Mac App Store和ARM Mac的串聯(lián)使用。

蘋(píng)果超越ARM的野心

蘋(píng)果在移動(dòng)芯片方面的成功不僅僅歸功于ARM內(nèi)核。谷歌和微軟都在努力開(kāi)發(fā)基于ARM的手機(jī)、平板電腦，甚至更傳統(tǒng)的筆記本式設(shè)備，但都未取得成功。

所有的Android硬件制造商，包括三星和華為，都使用ARM芯片，但卻沒(méi)有取得iPhone和iPad對(duì)蘋(píng)果的成功水平。

在過(guò)去的十年中，蘋(píng)果公司以驚人的規(guī)模大量交付了許多基于ARM的設(shè)備，這使其他公司很難與之抗衡。但是，蘋(píng)果公司在定制芯片上的成功絕不只是因?yàn)閷?duì)ARM的投資超過(guò)從Intel購(gòu)買芯片。

蘋(píng)果定制芯片的成功，一個(gè)更大因素是它允許的垂直集成，包括能夠滿足操作系統(tǒng)的需求并提供能夠滿足不同需求的可實(shí)現(xiàn)差異化功能的芯片優(yōu)化。ARM的存在為此提供幫助，但是蘋(píng)果定制芯片的價(jià)值已經(jīng)超出了簡(jiǎn)單地使用ARM兼容CPU內(nèi)核的范圍。

實(shí)際上，蘋(píng)果使用的ARM內(nèi)核在其自定義SoC上占基板面的一小部分，還有很大一部分是專用于非ARM的GPU內(nèi)核。蘋(píng)果最初從Imagination Technologies獲得了GPU內(nèi)核設(shè)計(jì)的許可，但此后便開(kāi)始開(kāi)發(fā)自己的自定義GPU內(nèi)核。

蘋(píng)果還開(kāi)發(fā)了自己的音頻處理、加密、視頻編解碼器、存儲(chǔ)控制器、人工智能以及其他獨(dú)特的邏輯內(nèi)核，這些內(nèi)核都被集成在同一組件中，通過(guò)規(guī)模生產(chǎn)節(jié)省了大量成本。

蘋(píng)果還定期重用和調(diào)整其開(kāi)發(fā)的定制芯片，使其與其他缺少舊工作庫(kù)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，能夠以更低的價(jià)格進(jìn)入市場(chǎng)。例如，蘋(píng)果使用了為iPhone和iPad開(kāi)發(fā)的內(nèi)核來(lái)驅(qū)動(dòng)諸如Apple Watch之類的可穿戴設(shè)備，Apple TV也定期使用A系列前幾代的芯片。

蘋(píng)果公司已經(jīng)在使用其A系列芯片的大部分邏輯（不包括主要的ARM CPU內(nèi)核）在其最新的Mac上執(zhí)行支持任務(wù)。

蘋(píng)果將其在Mac中使用的自定義芯片的最新版本稱為T(mén)2，它支持Touch ID、硬件加速的加密和媒體編解碼器，支持Touch Bar和Hey Siri以及多種其他功能。其中一些功能還由ARM內(nèi)核或微控制器提供支持，而其他功能則使用不同的內(nèi)核技術(shù)。

然而，這些價(jià)值不僅來(lái)自使用“ARM”，還來(lái)自蘋(píng)果公司在設(shè)計(jì)和使用自己的芯片時(shí)所進(jìn)行的深度集成和優(yōu)化。這些投資非常昂貴，但可以提供堅(jiān)實(shí)的且與眾不同的功能，使其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手難以與之抗衡。

谷歌在創(chuàng)建自己的Visual Core芯片以增強(qiáng)其Pixel手機(jī)的攝影效果上證明了這一點(diǎn)。這項(xiàng)工作非常昂貴，但因?yàn)樗茨懿⑽磶?lái)可觀的硬件銷售，因此未能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

實(shí)際上，到目前為止，最成功的Pixel手機(jī)是該公司最便宜的Pixel 3a，這些手機(jī)甚至沒(méi)有使用該公司的自定義成像內(nèi)核。實(shí)際上，它不使用定制的芯片就可以達(dá)到可承受的價(jià)格。蘋(píng)果讓定制芯片看起來(lái)很容易，但實(shí)質(zhì)上并不容易。

微軟宣布自己的Surface筆記本使用的是高通公司生產(chǎn)的“定制ARM處理器”，也引起了轟動(dòng)，但這很大程度上是一種營(yíng)銷策略，因?yàn)樗褂玫男酒藭r(shí)鐘運(yùn)行速度更高以外，沒(méi)有其他值得注意的地方。

在談?wù)摶驀L試定制芯片與蘋(píng)果公司所做的工作之間的巨大鴻溝為蘋(píng)果公司未來(lái)可以取得的成就提供了一些預(yù)測(cè)。這將包括在其現(xiàn)有的移動(dòng)設(shè)備中新興的可穿戴產(chǎn)品、由高級(jí)定制硅提供支持的新Mac、以及尚未發(fā)布的具有從健康到家庭和其他前景廣闊的新設(shè)備。

例如傳聞中的Apple Glasses，它需要先進(jìn)的芯片和技術(shù)，以非常緊湊的處理成像、運(yùn)動(dòng)、圖形、安全性、本機(jī)智能、電源管理和無(wú)線連接。

ARM正在開(kāi)發(fā)該軟件包的要素，但是蘋(píng)果公司已經(jīng)在其現(xiàn)有的定制芯片中研究所有這些功能，并用其特有的移動(dòng)設(shè)備銷量所得的利潤(rùn)為這項(xiàng)工作提供資金支持。

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