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            蘋果電腦或使用自研芯片 ARM和英特爾架構之戰再開啟?

            2020/6/12 10:24:00 來源: 評論(0)8406

            蘋果電腦芯片ARM英特爾架構

            蘋果電腦自研芯片,籌謀已久。

            根據媒體報道,蘋果將在6月22日的2020開發者大會(WWDC)上,宣布其Mac電腦從使用英特爾處理器轉向自研的基于ARM架構的芯片。

            這并不令人意外,早在2年前,就已經有蘋果自研電腦處理器的消息傳出,當時業內預期首個產品會在2020年公布,如今看來蘋果很有可能在本月底官宣。

            報道還稱,首批Mac處理器將擁有八個高性能內核(代號為Firestorm)和至少四個高能效內核(內部代號Icestorm),這些自研芯片都將采用5nm制程工藝。作為蘋果自研芯片“Kalamate”項目的一部分,蘋果至少有三款搭載ARM的Mac處理器正在研發中。

            從蘋果的業務來看,其實蘋果是一家“保守謹慎”的企業,它的產品線并不多,而對于供應商的替換,更不會突然做這樣冒險的決定。

            什么原因讓蘋果走到這一步?最核心的是為了提升電腦性能,同時也能不受英特爾的牽制。蘋果生態的根本邏輯是做一個閉環的系統,從iOS、macOS到A系列等自家芯片,蘋果向來整合關鍵環節。蘋果能夠將其體系優化到現在的程度,恰恰說明閉環背后,是硬件和軟件結合得越深越好,而ARM可以繼續為蘋果的自研添磚加瓦,蘋果或許能夠基于ARM架構調教出更高的算力和性能。

            蘋果的抉擇

            首先,蘋果選擇為Mac搭配ARM架構的自研芯片,并非一朝一夕的決策,應該說自研產品就是蘋果的長期策略。為保持系統的良好體驗,設計硬件產品,并找最頂級的生產商代工,實現軟硬件一體化,才是蘋果的基礎。

            而蘋果從A6芯片開始,就已經在移動產品中使用自主設計的芯片,但是在Mac上目前主要依賴于英特爾。以蘋果一直以來的制衡術,都會為其產品尋找多家供應商,在電腦處理器上蘋果也希望打破英特爾的壟斷。

            在自研芯片的道路上,蘋果確實曾經“拋棄”了不少合作商。在2005年,蘋果就棄用和IBM、摩托羅拉合作的PowerPC芯片,轉身投入性能更強大的英特爾芯片;在iPhone中,蘋果和ARM合力研發出芯片后,就不再采用高通的處理器;2017年,蘋果還用自研產品替代了Imagination Technologies Group的圖形處理芯片;2019年,蘋果10億美元收購了英特爾的智能手機基帶芯片部門,接下來可以預見將替代高通的產品。

            其次,“Kalamate”自研芯片項目的背后,是蘋果欲打通iPhone、iPad、Mac三類產品系統的大計劃。目前,iPhone和iPad均使用iOS系統,使用的是蘋果自研的ARM架構芯片;而Mac電腦搭載了英特爾的x86芯片,系統為macOS。如果將自研的ARM版芯片順利用于Mac電腦,那蘋果移動端和PC端產品間將更容易對接。

            此前,集邦拓墣產業研究院分析師姚嘉洋就向21世紀經濟報道記者表示:“過去市場就有傳出蘋果有可能將自有處理器的設計往Mac移動,隨著ARM在64位的生態系統已經有一定的成熟度,再加上過去蘋果一向不喜歡受到供貨商牽制,因此,采用自家處理器的設計,一來可以避免英特爾的牽制,二來也能滿足在系統設計上的優化。”

            再者,性能不足或是蘋果面臨的最大痛點。“即便英特爾給蘋果定制了很多產品,但是在現有英特爾結構上,幾乎沒有優化空間,蘋果已經在性能上榨干了英特爾,”一位軟件行業資深人士向21世紀經濟報道記者分析道,“為什么Adobe市值只能徘徊在1500億美元到2000億美元之間?是因為Windows也好、iOS也好,在現在的計算機結構下,性能已經榨干。Adobe等公司也想給用戶提供更多生產力工具,但是他們已經沒有能力做更大優化。在現有的傳統操作系統和芯片的組合下,Adobe已經可以直接調用顯卡,它的能力和性能到達了極致。”

            但是用戶還希望性能進一步提升,“現在打開軟件的速度還不夠快,導出一段視頻的速度也不夠快,比如要導出一段5分鐘的視頻,高精度的渲染要好幾分鐘,甚至十分鐘以上,但是現有的算力只能到這個程度。”前述軟件人士說道。

            換言之,眼下的計算世界中,算力存在瓶頸、核心處理器存在瓶頸。蘋果意識到這一點,欲讓系統和硬件進行更高程度的協作,從而進一步提升現有性能。

            不過,蘋果自研芯片的商用并非易事,涉及到規模化芯片的穩定性、上層應用的兼容、軟硬系統的重新整合,需要一段過渡的時間。據了解,由于蘋果首批定制的Mac芯片性能較低,無法滿足高端電腦需求,所以可能會用在入門級的產品,比如輕量級的筆記本中,也有觀點認為可能和平板的iOS進行結合。

            英特爾VS ARM

            雖然蘋果想要替換掉英特爾的電腦處理器,但是對于英特爾來說,影響依舊有限,因為蘋果Mac的銷量并不高。根據IDC數據,2019年全球PC出貨量排名中,蘋果位列第四,其出貨量為1.7684億臺,僅占據了6.6%的市場份額。另有分析師指出,英特爾平均每年在蘋果電腦上的收入不到40億美元,在英特爾的總營收中占比不大。而且,英特爾近年來源自PC的占比在降低,數據中心的營收在增長。

            “我們認為,蘋果即便推出自有架構的處理器,短期內,有可能是英特爾與自有架構兩種版本同時并行的做法,主要是軟件的生態系與持有量高度相關,不是在短期內就能在x86與ARM指令集間無縫切換。因此我們認為,對于英特爾的影響短期內相對有限。”姚嘉洋說道。

            更大的影響是蘋果帶來的產業鏈的變化,在蘋果的帶動下,其他的PC品牌也有可能在ARM架構的電腦處理器芯片上發力。事實上,Windows和ARM組合的PC早已在市場上出現,微軟、聯想、三星、惠普、華碩等公司都已經推出過基于ARM芯片的筆記本電腦,但是市場并不理想。

            “Windows PC的尷尬在于,即便是現在的Windows系統,也沒有把處理器的算力優化到最優,因為它要去兼容不同的硬件,要接觸各種各樣的內存、芯片,他的客戶有戴爾、聯想、惠普等等,都要一一進行兼顧。一旦開始兼顧兼容性,就會喪失性能,”前述軟件人士分析道,“如果用ARM可以調用更多能力,蘋果通過‘低能耗-中產出’的模式,相比Windows‘高能耗-低產出’的模式,蘋果依舊可以獲得更高性能。”

            另一方面,ARM架構芯片強勢崛起不僅僅體現在電腦端,在服務器芯片中,英特爾也有華為、亞馬遜、高通等競爭對手。比如華為的鯤鵬芯片,就是華為基于ARM架構開發的CPU,包括服務器和PC機芯片,目前最新一代是鯤鵬920處理器。當然,在PC和服務器芯片的領域,英特爾以x86架構至今一騎絕塵。

            但是底層架構的新一輪比拼已經展開。根據此前華為展示的數據,2020年,主流處理器總算力分布中,ARM超越了x86,算力格局加速轉換。華為芯片和硬件戰略Fellow艾偉分析道:“從20年來的算力發展看,2000年的時候,主流處理器總算力中x86位列第一,總算力輸出達到了全球的70%。而今天已經發生了逆轉,世界上最大的算力架構變成了ARM平臺,基于ARM指令的處理器總算力輸出達到全球82%。整個過程呈加速的發展趨勢。”

            艾偉還談道:“很多人可能會說,這些ARM還是比較低性能的。但是歷史上,1980年代PC機開始興起,到1993年的時候我們看到了PC機的總算力輸出超過了UNIX的大機和小機,那時它也是下里巴人,直到1998年至強處理器推出,達到服務器水平之后,量變轉化成質變,到現在位置X86占據整個數據中心市場份額的90%以上的。整個過程完全是替換性的顛覆變化,這個歷史可能會再次被重復。”

            而英特爾競爭者越來越多的另一個原因還在于,定制化場景越來越多,以前英特爾主要和微軟緊密合作就可以,但是現在有了更多大B、中B企業出現,他們希望更加貼身的定制,那么中間就有機會,ARM能夠靈活地助力定制。再加上如今芯片生產成本下降,能設計生產芯片的公司總體越來越多,其中的市場空間也增加了。

            在未來異構計算趨勢中,架構格局將如何變換,會有精彩的故事。

             

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