放弃英特尔转为ARM架构 苹果拟引领未来十年计算潮流

早在2006年，乔布斯就宣布苹果iMac和笔记本电脑采用英特尔新发布的处理器，这使得苹果及其Mac用户在各方面受益。但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，再加上苹果推出了许多自己的独立工具和基础设施，促使其最终放弃英特尔芯片。

苹果在定制芯片领域的成功不仅仅是投资于ARM，也在于其不再从英特尔购买芯片。苹果定制硅芯片允许垂直集成，包括对芯片的优化，从而实现差异化功能。

来源：腾讯科技

6月16日，据外媒报道，在计划于6月22日举行的2020年全球开发者大会（WWDC）上，苹果公司预计将详细介绍其放弃英特尔x86芯片、转为自主研发、基于ARM架构新处理器的原因和历程。苹果此举可能对未来十年的计算潮流产生重大影响。

英特尔怎么了？

早在2005年，已故苹果联合创始人、时任首席执行官史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)就曾发表声明，宣布将采用英特尔的处理器。在声明中，乔布斯概述了新的iMac和笔记本电脑从2006年初开始采用英特尔新发布的x86酷睿处理器。2005年的WWDC帮助开发人员做好转换的准备，以确保采用新英特尔处理器的Mac电脑购买者可以继续使用他们的Mac软件。

转向英特尔处理器使苹果及其Mac用户在各方面受益。采用新英特尔处理的Mac可以利用x86芯片的规模经济，以更经济实惠的成本定期提供新的处理能力改进，这是苹果当时的芯片供应商PowerPC所无法提供的。

这也意味着新的x86 Mac可以与运行微软Windows的硬件兼容，也可以兼容专门为其设计的软件。除了兼容Windows功能之外，英特尔版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开发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，到底发生了什么促使苹果决定放弃英特尔的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兼容性对有些用户来说仍然很重要，但对大多数用户来说，它们的重要性已经大大降低。此外，大多数有特殊需要使用x86软件的用户，通常最不可能考虑使用其他各种PC机选项中的Mac。相反，大多数Mac用户不需要托管x86或Windows代码。

整理过去十年的历史服务数据记录显示，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。

预计将对英特尔版Mac电脑产生重大影响的一个具体领域是视频游戏。然而，PC游戏仍然扎根在Windows PC上，Mac电脑并没有仅仅因为Windows游戏的大量涌入而发生实质性的变化。

另一方面，苹果还创造了许多以前从未有过的东西：它自己的移动平台比Windows更大，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。

这包括苹果的定制ARM芯片及其LLVM软件编译器、SWIFT语言、Xcode开发工具、应用商店（App Store）平台、Apple Arade等新服务，以及所有相关努力，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等新计算领域的领先平台。

英特尔首次拒绝苹果

上一次苹果面临在其Mac电脑中使用英特尔芯片的选择时，上述工具还都不存在。实际上，早在20世纪90年代初，苹果就在“星际迷航”(Star Trek)项目下内部研究了将Mac从最初的摩托罗拉68K处理器迁移到英特尔x86芯片的想法，但决定将Mac现有的第三方68k软件库转移到英特尔x86芯片太难了，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，基于IBM的POWER架构开发一种全新的台式PC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20世纪80年代x86遗留下来的、长达10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芯片的Windows PC的竞争，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的新特性也阻止了该项目的其他最初合作伙伴像苹果那样全面采用它。到21世纪初，苹果成为唯一生产个人电脑的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年前后，苹果对英特尔说“不”的情况发生了很大变化，以至于到了2005年，苹果已经准备好同意将Mac平台转移到英特尔的x86平台上。然而，在公开庆祝这一决定的同时，苹果在内部也制定了其他不涉及英特尔的计划。

英特尔二次拒绝苹果

第一个计划是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（Paul Otellini）最初拒绝了苹果的提议，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。

然而事实证明，欧德宁的担心大错特错。在短短几年内，苹果在iPhone上取得了令人瞩目的成功，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，轮到苹果对英特尔说“不”。苹果启动了一个项目，旨在构建一种新的定制ARM“片上系统”（System on a Chip，简称SoC），可以为即将推出的iPad以及随后的iPhone 4提供动力。该项目于2010年以A4处理器的形式交付使用。

苹果两次拒绝英特尔

除此之外，苹果还决定在已经使用英特尔x86芯片的产品中采用A4，即Apple TV。Apple TV的最初版本实际上是个缩小版的x86 Mac，但在2010年时，该产品成为另一个基于iOS、运行苹果ARM SoC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，也不需要英特尔的领先性能。相反，改用苹果的A4处理器使苹果能够以低得多的价格出售其Apple TV，价格从229美元降至99美元。放弃英特尔芯片并不是苹果产品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，可以吸引更多的用户。

在接下来的十年里，苹果积极投资于自己的A系列芯片开发，并行但独立于其在Mac电脑中持续使用的英特尔芯片。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。

从Wintel到安卓和iOS

苹果对其定制芯片的持续投资不仅阻碍了英特尔在移动领域成为主导的市场力量，它还有助于将苹果的软件平台确立为必不可少的平台。虽然大多数科技媒体预测安卓将成为“新的Windows”，其对消费科技行业的控制类似于微软。但实际发生的情况是，苹果既成为了移动设备领域的英特尔和Windows的混合体。

安卓并没有成为新的Windows，而是最终扮演了盗版Windows的角色：一个具有竞争力的占位者，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，这也阻止了微软自己进军移动领域的努力。谷歌做了所有艰难和令人沮丧的工作，它维护着一个广泛授权的平台，跨越各种商品硬件制造商，但几乎没有任何利润，而苹果几乎赚取了iOS上所有可用的利润。

虽然安卓和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，以及数百亿美元的应用商店和订阅收入，远远超过谷歌的安卓。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如此之大，重要性如此之高，以至于它们现在让个人电脑业务本身变得黯然失色。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。这从苹果最近使用Project Catalyst将现有的iPad软件移植到Mac上的战略中可见一斑。与在英特尔版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。

同样值得注意的是，尽管苹果是为低功耗移动设备开发的ARM SoC，但其在性能上完全可以与英特尔的x86笔记本芯片相媲美。苹果有能力开发为Mac优化的新定制芯片，且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，苹果有了一个新的解决方案，这是以前从未有过的。通过应用商店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上变得比以往任何时候都更容易。

在A7处理器发布后，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努力，也可以用来推广Mac版应用商店和ARM Mac的采用。

超越ARM

然而，苹果在移动硅芯片领域的成功并不仅仅归功于ARM内核。谷歌和微软都致力于开发基于ARM架构处理器的手机、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。包括三星在内的所有安卓商用硬件制造商也都使用ARM芯片，但它们在商业上取得的成功远不及iPhone和iPad给苹果带来的好处。

在过去的十年里，苹果出货了大量基于ARM架构处理器的设备，规模之大令人难以置信，这使得其他厂商很难与之竞争。然而，苹果在定制硅芯片领域的成功不仅仅是投资于ARM，也在于其不再从英特尔购买芯片。

苹果定制硅芯片的一个更大积极元素是它允许垂直集成，包括对芯片的优化，这些优化可以定制以满足操作系统的需求，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，但苹果定制硅芯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，而这些内核并非来自ARM。苹果最初获得了Imagination Technologies公司的GPU内核设计授权，但后来开始自主研发定制GPU内核。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内核，这些内核都是垂直集成的，也是在同一组件中批量生产的，通过规模经济节省了巨额成本。

苹果还定期重复使用和改装其开发的定制硅芯片，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等设备。Apple TV也定期使用前几代的A系列芯片。

苹果也已经在使用其A系列芯片的大部分逻辑设计，减去主要的ARM CPU内核，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Hey Siri,，以及各种其他功能。其中有些功能也由ARM内核或微控制器驱动，而其他功能则使用不同的内核技术。

然而，这里的价值不仅仅来自于使用“ARM”，而是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、可靠的、差异化的功能。

谷歌在创造自己的Visual Core芯片来增强其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Pixel 3a，但它甚至根本没有使用公司定制的成像内核。事实上，它通过不使用定制硅芯片来实现更实惠的价格。苹果让定制硅芯片看起来很容易，但事实并非如此。

微软宣布其Surface笔记本电脑使用高通制造的“定制ARM处理器”也引起了巨大轰动，但这在很大程度上是在进行营销噱头的宣传，因为它使用的芯片除了运行的时钟速度略高之外，实际上没有什么值得注意的地方。

在其他公司谈论或尝试定制硅芯片时，苹果却已经完成了大量相关工作，这让它们与苹果之间出现了巨大鸿沟。苹果可以将定制ARM处理器应用到当前移动设备、新兴可穿戴设备、新款Mac电脑、尚未发布的设备（提供从健康到家庭集成等全新功能）以及其他前景看好的产品类别上。

一个值得注意的例子是传闻中的苹果眼镜（Apple Glasses），它需要先进的硅芯片工艺来处理图像、运动、图形、安全、原生智能、电源管理和无线连接，而且它的封装非常紧凑。ARM正在开发该封装的元素，但苹果已经在其现有定制硅芯片中开发所有这些功能，并凭借其独特的移动设备销量，为这项工作的极端成本提供资金。（腾讯科技审校/金鹿）

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