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蘋果拋棄英特爾的原因是什么_蘋果自主定制芯片的優勢詳解

電子工程師 ? 作者:工程師a ? 2018-05-20 07:43 ? 次閱讀

彭博社發布消息稱,蘋果計劃最早從2020年開始,將以自家定制的Mac芯片取代英特爾芯片。這類謠言似乎每年都來一次,但不同的是,過往只是隨口傳出,而這一次不僅包含了時間點,而且還到了蘋果在軟件上如何實現,明顯突出蘋果會非常努力去實現這一目標。

不可否認的是,過去數年時間里,蘋果自家 A 系列芯片與英特爾為Mac電腦打造處理器,兩者在性能上有非常大的差異,或者說完全不是一個層級,所以A系列芯片對英特爾持續的Mac訂單業務沒有任何威脅。長期以來,兩家公司互利互惠,去年蘋果通過Mac電腦芯片訂單還未英特爾提供了70億美元的營收。

那么,蘋果為什么想要拋棄英特爾?

說實話,蘋果為Mac產品線自主研發基于ARM架構的芯片并不意外,因為蘋果已經開始為自家越來越多的產品線開發ARM芯片。除了A系芯片外,Apple Watch有S系列芯片,無線耳機有W芯片,隨后又為Mac設計了輔助性質T1和T2芯片,現在就連A系列芯片的GPU都自己設計了。

很顯然,蘋果對 Mac 芯片的興趣也愈發濃厚,達到了空前的程度,而且還沒有哪個同領域的公司能夠取得如此成就。因此,隨著時間的推移,蘋果最終“單干”而拋棄英特爾也不可避免,因為這是一件順其自然的事情。不過,除了蘋果對芯片的興趣之外,英特爾的滯后也是可能導致蘋果做出次決策的關鍵原因之一。

蘋果拋棄英特爾的原因是什么_蘋果自主定制芯片的優勢詳解

從A系列的演進確實能看到蘋果在芯片上的造詣,尤其這兩年,雖然iPhone前幾年令人疲勞,但A系CPU不斷演進,如今在手機行業已處于領先一代的水平。反觀英特爾,盡管每一年英特爾都放出各種線路預告芯片的重大改進,例如拋出“芯片工藝越來越先進,性能上實現大飛躍,未來電腦是無線纜的,超低功耗的,也可以是超微小體型的”這類營銷點。但是,英特爾卻不愿承認摩爾定律已經破滅了。

過去,英特爾始終維持所謂的摩爾定律,即當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。簡單的說,最遲每兩年時間,制造工藝的進步可以讓晶體管的密度翻一番,并且晶體管的成本進一步下降。該定律早已成為數十年來英特爾賴以生存的信條。

然而,2015年摩爾定律就破滅了,英特爾14納米發布于2014年,然而如今已經2018年了,10納米仍只存在英特爾官宣的PPT中,而且即便是14納米,最初前兩年仍一直在克服產能問題,進度緩慢。關鍵是,英特爾承諾的能效大幅提升,也沒有體現在超低功耗的產品上,所以越來越難以與性能不斷提升而能效始終出色的ARM芯片競爭。對此英特爾僅改口稱,摩爾定律只是放緩了,稱工藝制程的打磨以及對核心的意義更重大,因為自家工藝確實領先對手三年。

蘋果拋棄英特爾的原因是什么_蘋果自主定制芯片的優勢詳解

不管怎樣,英特爾芯片的更新與蘋果的產品更新節奏不再同步,近幾年 Mac 的產品線更新的情況相信大家都看在眼里了,英特爾可以說服Windows陣營的小伙伴一起“擠牙膏”,但蘋果的態度則高冷不少。不過,既然英特爾的芯片不再那么符合蘋果的心意,那么擁有近萬市值蘋果,自己來定制Mac芯片的水平又如何呢?

蘋果定制芯片的硬件水平如何?

雖然蘋果芯片滲透到了自家幾乎所有硬件產品線,但很顯然造詣最深的還是A系列芯片。蘋果通過搭建的世界一流的半導體團隊持續推動芯片的發展,從2010年發布A4芯片開始,不斷的擴充其A系列芯片的陣容,并且隨著每一代A系芯片的更新換代,性能和能效突飛猛進,在短短幾年時間里刮起了手機芯片行業的革命風暴。

如今,蘋果A系列芯片已經成為了智能手機芯片史上性能最強大的芯片。重點是,從前年的A9X開始,整個行業開始將A系芯片與英特爾筆記本處理器進行比較,因為這正是英特爾始終沒有取得太大成就的超低功耗芯片領域。A系芯片沒有讓人失望,反而去年發布的 A10X加上今年全新的A11芯片,開始讓英特爾感受到了前所未有的競爭壓力。

從 Geekbench 數據庫提供的A11的跑分了解,A11的分數A11確實可比肩Kaby Lake架構的 Core i5低電壓處理器相提并論,將跑分與自家2017款13英寸MacBook Pro對比,發現單核非常接近,多核甚至更高。如果在同等散熱條件和供電的情況下,很難想象A11還能跑出怎么的分數。

蘋果拋棄英特爾的原因是什么_蘋果自主定制芯片的優勢詳解

需要再強調的是,單純比性能上限的話,英特爾是無可厚非的霸主,尤其是標壓和桌面芯片,更不用說開始堆核心的八代酷睿,而這里要比較的是超低功耗的芯片,而且是為超輕薄筆記本電腦設計的芯片,比的是限定低功耗下的每瓦性能。

現在,蘋果已經開始考慮自行設計Mac芯片,這比A系列芯片難度更高,但到了2020年,誰又知道這枚內部準備已久的芯片面積有多大,能夠塞進多少晶體管和組件,提供多強大的性能呢?而且也許不只是多核CPU內核,還包括蘋果已開始自主設計多核GPU,畢竟在定制環境中,蘋果可以把更多傳統CPU負責的部分轉移到GPU上,利用GPU來加速處理更復雜的計算問題。

考慮到目前基于ARM的A系列芯片在性能上已可滿足蘋果部分Mac產品,特別是那些搭載 Core i3或低端Core i5芯片的MacBook筆記本電腦。因此從理論上來說,新設計的Mac芯片非常有可能趕上Core i7或更強大的英特爾芯。至于是否真的如此,等到2020年或更長遠的未來,蘋果自己會告訴世人答案。

自主定制芯片的優勢

很明顯,自主芯片的優勢不少。例如W系列芯片為蘋果的AirPods帶來了強大的藍牙技術,T系列芯片為Mac提升了安全性和控制器相關功能等,A系列芯片就更不用說了。自主定制的Mac芯片肯定也有助于蘋果的新Mac產品脫穎而出。正常來說,自主定制的Mac芯片,首先蘋果能控制性能和能效,再者可以在軟硬件結合上會更出眾,甚至打破iOS與macOS之間的屏障。

ARM架構本身對移動設備相當友好,這意味著轉移到Mac產品上可以設計成更高能效的芯片,續航更上一層樓。盡管英特爾的x86芯片也越來越高效,但在性能和功耗平衡上目前 ARM依然更加出色,否則微軟為何在有如此之多英特爾芯可選擇的情況下,還毅然聯合高通驍龍PC呢?而且還不斷吹噓其全天候保持網絡連接的續航。

不過,在蘋果的生態里,硬件始終是為軟件服務。有了Mac定制芯片,蘋果可以從一開始就為軟件開發更好的芯片,而不是等英特爾做了再去適配。因此,最重要的優勢還是在于閉環生態系統上的控制和大統一,控制一切一直是蘋果最大的野心,包括軟件和硬件的每一部分。硬件上,蘋果不希望主板上的任何一個細小的零部件影響產品進度和成本,所以前段時間還能看到消息說蘋果正在秘密研發的Micro LED面板。

換句話說,今天我們在iPhone上看到的一些領先其他競爭對手的硬件優勢,諸如面容ID 和3D Touch這類其他競爭對手落后的技術,很快在自主定制芯片的Mac上也將得到呈現,甚至因為芯片的深度定制和集成主板變得更小,蘋果還能設計出比 Windows 陣營更出彩外觀的Mac產品,進一步取悅消費者。而至于軟件,由于iOS和Mac兩個系統本來就共享了大量內核底層代碼,如今在同樣的ARM芯片架構之下,蘋果大可不必為再分為兩套系統,只需提供不同的UI工具基礎即可。

當然了,一切聽起來很美好,難道這就沒有缺陷了嗎?并非如此,蘋果必須面對芯片設計上的大量問題,尤其是芯片的多樣性問題,畢竟不是一枚芯片就能滿足所有Mac電腦。當然,主要缺陷還是在于軟件上,如果Mac完全基于ARM架構芯片,又如何向后兼容那些基于x86芯片編寫的軟件么?

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