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外媒:絕不限於ARM Mac晶元轉型凸顯蘋果更大雄心

騰訊科技訊 6月25日,據外媒報道,最近許多觀察家驚訝地發現,蘋果公司宣布放棄Mac電腦英特爾處理器、改用自主研發晶元的重大新聞中,並沒有提到這一舉措是向ARM遷移。相反,該公司首席執行官蒂姆·庫克(Tim Cook)介紹說,這是向Apple Silicon邁出的一步,從而引發許多猜測。

站在ARM肩膀上的Apple Silicon

蘋果目前在其最新LiDAR iPad Pro中使用的A12Z晶元,以及Mac mini開發者過渡套件中的第一代Apple Silicon晶元確實包含ARM CPU內核,但ARM架構的CPU並不是蘋果放棄英特爾Mac晶元的最重要原因。

蘋果在將自家定製硅晶元稱為「SoC」或「片上系統」(System On A Chip)時提到了這一點。在過去的十年里,蘋果已經開發了一系列SoC,基本上將典型PC所需的整個晶元邏輯板整合到一個晶元中,可以批量生產,並在從iPhone到iPad再到Apple TV甚至HomePod的多種設備上使用。

這種集成的主要優勢是降低功耗。ARM提供授權的CPU參考設計核心提供領先的計算性能功耗比,導致蘋果將ARM作為其SoC設計的核心內核。ARM內核也是蘋果M系列組件的基礎,這些組件可以監控來自加速計、陀螺儀和氣壓計的數據,從而有效地跟蹤設備隨時間的移動情況。

Apple Silicon功耗對晶元性能的影響

高通提供的用於處理移動網路連接的基帶數據機也集成了ARM處理器核心,但這些晶元的大部分價值來自於組件和專有軟體的整體包裝,而不僅僅是其中心服務中基於標準的CPU核心。

在某些方面,蘋果在其SoCs中使用ARM內核,類似於在操作系統中使用Unix。兩者都是對低級技術層操作進行標準化的有效規範。就像Macs不僅僅是Unix系統一樣,蘋果的soc也不僅僅是ARM處理器。

就像高通的數據機一樣,蘋果在其A系列SoC上增加的定製、優化和額外的專有工作層導致了一個明顯比其基本組件更有價值的封裝。

這一現實反映在蘋果的定製硅晶元上,而不僅僅是「ARM晶元」,這也有助於解釋為什麼蘋果的SoC性能越來越好於高通、英偉達、三星等公司開發的、其他基於ARM架構的SoC。

Apple Silicon為Mac帶來的不僅僅是ARM

蘋果強調了其定製SoC的一系列功能,這些功能將增強未來的Mac,簡單地轉移到ARM CPU內核本身甚至並未被囊括其中。蘋果在轉向自主研發硅晶元時強調的大部分優勢都是指其SoC的獨特、定製開發的功能。

這些功能包括高效率音頻處理、低功耗視頻播放、高級電源管理、高性能存儲控制器、機器學習加速器、Secure Enclave固件、性能控制器、高質量攝像頭處理器、密碼加速、神經引擎、Apple GPU和統一內存架構等。

蘋果特彆強調了使用自家Apple Silicon帶來的好處,並舉了一些例子,比如使用神經引擎加速Final Cut Pro任務。與Alogoriddim的新Djay Pro AI類似,它同樣依靠神經引擎來實現全新的複雜音頻處理。展望未來,開發者將越來越複雜地使用蘋果的定製推理引擎來處理機器學習和AI任務,這些任務不僅僅是ARM提供的功能。

此外,現代Mac電腦最受詬病的問題之一是其不合格的網路攝像頭,其拍攝的圖像質量很差。現代的iOS設備利用蘋果複雜的圖像信號處理器,在計算攝影方面實現了令人難以置信的壯舉,而這在很大程度上是由定製的ISP硅晶元驅動的。在SoC相同的情況下,蘋果可以將這些圖像改進帶到Mac電腦上。

Apple GPU獨特的TBDR設計也首次為Mac帶來了低內存圖形架構,該架構經過優化,使iOS遊戲能夠提供令人印象深刻的性能。這與為Sega Dreamcast提供動力的GPU方法相同,並被索尼用來為其手持PS Vita提供動力。

有些人懷疑「移動GPU」能否與現有的Mac GPU競爭,但近10年來,蘋果的寬屏圖形架構始終在驅動高解析度Retina屏幕的iPad。針對Metal進行了優化,各種Apple Arade遊戲在iOS設備上的表現同樣令人印象深刻,同時也讓高端英特爾Mac電腦的粉絲們疲於追趕。這可能部分是因為遊戲正在針對iOS進行優化,但這表明,新的Apple Silicon Mac電腦在圖形處理方面不會難以跟上英特爾版Mac電腦的速度。

同樣,由蘋果最新SoC驅動的iOS設備可以快速完成加密和解碼任務,而這些任務在英特爾Mac上可能會慢得令人尷尬。蘋果特別指出,其配備現代晶元的Mac電腦將實現比目前更高質量的SideCar與iPad連接。

這些例子不是ARM授權給蘋果的通用功能,而是蘋果開發的定製硅晶元功能。高通等其他SoC供應商已經開發了其中某些功能,但它們不是簡單的通用ARM授權設計的組件。

英特爾自己的x86酷睿處理器還集成了他們自己諸多功能的專有版本,包括該公司自己的集成GPU和媒體處理邏輯。蘋果希望從英特爾的核心封裝轉向自己的SoC設計,這表明蘋果認為自己的硅晶元更好。

此外,許多已經為iOS開發的定製軟體優化,比如Metal顯卡,現在都可以直接帶到Mac上,因為兩者都可以同樣訪問蘋果自己的複雜硅晶元。目前,蘋果不得不開發兩個版本的Metal,一個用於iOS,另一個用於Mac上的GPU。

因此,蘋果並不是武斷地從「x86遷移到ARM」,而是利用其定製的硅晶元工作來增強其Mac的性能、功能和深度集成。轉向ARM在某種程度上是蘋果想要使用自己定製硅晶元的副作用。到目前為止,蘋果始終被限制在其英特爾Mac電腦上添加像T2這樣的輔助晶元,以處理Touch ID和Touch Bar等自定義功能。

因此,說蘋果正在「轉向ARM」是不準確和有誤導性的,因為蘋果通過將Mac轉移到自己的SoC上進行的真正轉變涉及利用它已經在進行的工作,讓自己的Apple Silicon成為行業領先者。

蘋果的動機與微軟不同

此外,MacOS不會轉向一般意義上的ARM,因為它不會在Raspberry PI或高通8cx「Always On」PC上運行,而PC的設計是「在ARM上運行Windows10」。

微軟已經多次嘗試在ARM架構上交付Windows,首先是Windows RT,最近又是ARM架構的Windows 10。蘋果沒有理由將自己的工作與這些努力聯繫起來,部分原因是它的動機完全不同。

微軟似乎將ARM支持添加到Windows中,主要是為了受益於ARM移動晶元的低功耗特性,以及集成到高通驍龍處理器中的移動數據數據機。請注意,微軟並沒有放棄英特爾晶元,而是增加了對ARM硬體的支持。

因此,與蘋果在自己的Apple Silicon上進行整合,使其能夠更多地重用現有代碼,並在新Mac電腦上原生運行iOS應用程序不同,微軟追求的是截然不同的目標,即增加開發努力,而不是統一它們。

利用更好的合作夥伴實現規模經濟

蘋果在2006年轉向英特爾版Mac,是為了利用個人電腦行業有利於Windows和英特爾的規模經濟,而不是開發新的PowerPC晶元的小得多的生態系統。幾乎所有與個人電腦相關的經濟活動都在推動英特爾晶元的創新和投資。

但個人電腦銷量自那以來始終停滯不前,沒有可預見的增長推動著x86處理器的快速投資和進步。其中一個原因是智能手機和平板電腦向移動方面轉變,其中很大一部分價值轉變是由蘋果推動的。

與此同時,蘋果對iOS和iPad用戶的大規模移動平台的開發帶動了規模經濟,有利於蘋果自己的定製SoC。蘋果的移動收入不僅幫助資助了定製硅晶元領域的尖端進展,還幫助蘋果的操作系統、開發工具、第一方應用程序和第三方應用商店生態系統快速發展。

此外,與英特爾相比,還有另一個有利於Apple Silicon的重要發展,即台積電的先進晶元製造能力。雖然英特爾一直在努力大幅改進其處理器設計和晶元製造工藝,但蘋果的晶元製造合作夥伴台積電在晶元生產方面取得了持續的進展,取得了重大的、複雜的進步。

其結果是,蘋果的SoC設計受益於生產效率的提高,使其更小、更快、更高效,而且生產成本更低。這也以與ARM本身無關的方式提升了Apple Silicon的實力。

蘋果可能會追求與參照ARM設計保持一定距離的獨立性,就像它在Imagination Technologies公司所展示的那樣。蘋果最終開發了一款定製GPU,減少了對Imagination公司的授權依賴。如果它對ARM做同樣的事情,我們最終可能會在未來的Apple Silicon中看到定製的「蘋果CPU」出現。所有這些都有助於蘋果從英特爾轉向自己的技術,而不是像微軟那樣與ARM合作以對衝風險。(騰訊科技審校/金鹿)

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