为什么Apple的Mac现在可以放弃Intel x86并转向ARM

2005年，史蒂夫乔布斯宣布苹果将转向使用PC标准的英特尔x86处理器。十五年后，苹果公司似乎准备进行另一次CPU转变，这可能在技术的未来发展得更为重要。这就是原因。

五年前，我写了“ 五个障碍可能让苹果公司将英特尔Mac转移到定制的ARM芯片上。” 虽然这些因素确实解释了为什么Mac还没有转换到ARM处理器，但在过去五年中情况发生了重大变化。

Apple最初将Macs移至英特尔有充分理由。2006年，Apple没有任何重要的内部芯片设计团队，也没有足够的资金去开发自己的芯片技术。利用英特尔已经完成的工作 - 并且可以出售 - 不仅有意义，而且是迄今为止Apple最少的选择中最好的。

然而，在2007年推出iPhone并开始投资定制ARM应用程序处理器设计，使其能够使用自己的定制A4芯片而非英特尔处理器交付2010 iPad时，Apple开始逐步改变游戏规则。

到2015年，苹果公司是全球领先的移动芯片设计公司之一，并且由于大量有利可图的移动设备销售 - 拥有1500亿美元的现金用于开展雄心勃勃的新项目。快进到今天：Apple已经推出了另外五代新一代A系列芯片，这些芯片现在可以轻松地与英特尔的移动笔记本电脑处理器相媲美。

苹果公司从完全依赖英特尔芯片迈向Mac的未来发展到今天的状态，在建立十年先进的A系列移动应用处理器方面优于英特尔，这与微软从办公室转变的早期历史有一些相似之处应用程序供应商在80年代中期依赖于Macintosh，十年后成为PC行业的领先操作系统供应商。

英特尔并未在处理器技术方面保持领先地位

与此同时，英特尔未能在x86处理器效率或计算能力方面实现相应大幅度的新增长，能够保持竞争优势，远远超过苹果在iPhone或iPad Pro设备中使用的内部A系列应用处理器。将Mac转移到定制Apple芯片的情况也越来越强。

此外，自20世纪90年代以来推动英特尔x86芯片开发的WinTel PC销售已经稳定了好几年了。多年来，Apple的Mac销售增长几乎每个季度都超过了大型PC行业。由于PC销量的新增长很少，PC笔记本电脑的价格下跌并没有推动研发的巨大新飞跃。相反，英特尔专注于构建其他类型的处理器，这些处理器可以在更具吸引力的市场中赚钱。

英特尔试图通过其Atom x86进入移动应用处理器市场与谷歌和Android合作，并试图支持PC服务器的优质芯片销售。除了传统的x86 CPU之外，英特尔还收购了英飞凌进入基带处理器市场。这些调制解调器芯片将专用的ARM CPU与无线电路配对，管理移动设备的无线功能。

在苹果公司采用iPhone调制解调器之后，英特尔最近在移动宽带芯片方面获得相关性的努力获得了暂时的胜利。但现在未来的iPhone将使用高通调制解调器并最终使用苹果自己的调制解调器，英特尔也将失去所有的移动业务，促使它完全退出5G竞赛。

随着英特尔作为PC芯片制造商的整体表现逐渐消退，此前引用的另一个因素是苹果可能不想离开x86的原因看起来也不那么重要了。通过在x86 Mac上实现标准化，Apple可能拥有来自Intel和AMD的潜在双源芯片。然而，Apple从来没有这样做过，并且在没有保持多个来源的情况下，同时也没有任何真正的问题来提供自己的A系列芯片。

在争夺调制解调器后，Apple已准备好拥有自己的供应

要了解为什么Apple可能希望拥有自己的Mac处理器供应而不是依靠英特尔，请考虑其最近的历史，即努力管理高通和英特尔的移动调制解调器基带处理器供应。在高通试验期间，

苹果公司高管在法庭证词中解释说，他们曾试图在2013年的iPad mini 2中使用英特尔调制解调器，但高通公司已经将其强大的功能发挥得像是“为了我们的头脑”而让苹果完全依赖高通公司的芯片。

随着合同争议的建立，苹果公司对高通公司的替代品越来越感兴趣，并希望英特尔能证明能够提供可行的路线图。在2016年和2017年，Apple开始使用高通和英特尔基带处理器为其iPhone开发双源调制解调器。然而，在2018年，高通公司拒绝完全向Apple出售其芯片，迫使iPhone使用英特尔的调制解调器。

虽然英特尔现有的调制解调器仅略微落后于高通公司，但高通公司似乎可以在即将转向5G调制解调器方面获得更大的领先优势，有可能将苹果公司未来的iPhone推向高通公司的安卓公司，转型为5G。

由于很明显英特尔无法在竞争激烈的时间段内推出自己的5G调制解调器，因此苹果公司与高通公司达成了协议，并抹去了对英特尔的任何希望，更倾向于应对短期依赖高通调制解调器，同时承担内部计划建设它自己未来的iPhone调制解调器之路。

如果Apple有信心投资自己的独立于英特尔的基带调制解调器开发 - 这是一项前所未有的专业业务 - 它应该对构建自己的Mac应用处理器更有信心，因为它进入了定制的CPU设计业务十多年前，它一直在移动行业引领定制移动CPU。

Apple的A系列移动芯片已经超越了德州仪器(TI)的竞争对手应用处理器，Nvidia，高通和三星，并且远远领先于包括华为麒麟在内的并行定制ARM开发。鉴于手机和平板电脑移动市场的资金比全球个人电脑更多，苹果公司可以明显利用其在移动领域的巨大，高利润和独特地位来调整其现有的CPU和GPU技术，为其Mac构建处理器笔记本电脑。唯一的问题是，“它想要吗?”

证据苹果正朝着Mac的非英特尔未来发展

在硬件方面，Apple不仅仅是为移动A系列芯片构建自己的定制CPU。A系列芯片封装现在还包括Apple自己的GPU，以及定制内存控制器，存储控制器，用于管理Touch ID和Face ID相关认证的Secure Enclave，支持高级相机功能的自定义图像信号处理，自定义加密芯片用于启动安全性，全盘加密和用于解密音频和视频的高级编解码器。

其中许多功能也融入了英特尔的x86芯片中。然而，Apple并没有越来越依赖英特尔的定制芯片，而是在现代Mac上添加了自己的定制T系列芯片。最新的T2芯片 支持类似iOS的功能，包括Touch ID，Touch Bar，FaceTime相机功能，安全启动，磁盘加密，高级媒体解密和压缩。

Mac确实继续使用英特尔的集成GPU或AMD的专用GPU硬件。但在这里，Apple也推出了Metal独立层。iOS和Mac上的开发人员都写信给Apple的Metal API，它利用了可用的GPU。这使得Apple越来越有可能在未来的Mac中引入自己的GPU，并继续支持现有的软件。

特定CPU体系结构的软件支持长期以来一直是支持特定体系结构(如Intel x86或ARM体系结构)现状的因素。虽然开发具有技术优越设计的新CPU架构并不困难，但历史上很难将已安装的软件基础转移到支持新芯片上。

英特尔本身遇到了这个问题，试图用其i960和i860的增强型RISC设计或其Itanium IA64的类似全新架构取代x86。Apple与摩托罗拉和IBM合作推出PowerPC的努力同样发现，引入新芯片架构的最大问题之一就是能够提供和分发足够快的原生软件。

在介绍iPhone和iPad时，Apple为编写ARM架构芯片的新软件引起了极大的兴趣。Apple通过提供所有必要的编译基础架构使这一过程变得简单，使程序员能够写入Apple的API，从而简化处理未来处理器转换的工作，例如Apple在2013年推出新的64位A7时。

谷歌的Android和微软的Windows Mobile在支持多处理器架构方面更加雄心勃勃。然而问题仍然存在，专门为一个芯片编译的软件 - 正如微软所做的那样 - 不会在另一部手机上运行，​​或者谷歌的通用bitcode for Android中的软件无法优化以在任何特定处理器上快速运行。

当微软试图发布在ARM处理器上运行的Windows RT时，新机器甚至无法运行现有的Windows软件。与此同时，虽然大多数Android手机都使用ARM处理器，但Android的“随处运行”性质意味着它们都没有经过优化，无法在任何地方运行。

表面RT

微软基于ARM的Surface RT无法运行Windows PC软件

Apple的方法是优化其编译器以在特定芯片架构上运行iOS应用程序，Apple能够根据需要将该软件转换为新的优化架构。同样，这使Apple能够推出第一个64位移动ARM芯片，并迅速确保编译软件以利用它。

此外，Apple不断增强其提供特定于用户硬件的优化代码的能力。App Store可以自行确定并提供在特定设备上运行所需的代码，而不是让用户弄清楚要购买哪个版本的软件。用户可以购买一个应用程序，并自动将优化版本交付给多个不同的设备，甚至不知道它们上的底层硬件。

iOS上的所有这些工作都可以翻译成Mac。App Store在将正确版本的软件分发到新硬件方面发挥着重要作用。这意味着Apple可以引入ARM和x86模型的混合，并通过App Store处理优化软件的分发，解决了长期以来在没有某种仿真或转换的情况下切换到x86的问题。

与此同时，Apple还使开发人员能够使用现有的iOS应用程序并使其适应运行在macOS Catalina上通过新的Catalyst。这将增加可用标题的范围，而不依赖于处理器依赖性问题。在过去的两年中，Apple还为iOS和Mac提供了大量增强的App Store，提供了精湛的体验，可以轻松发现新游戏。

催化剂

在macOS Catalina中，Catalyst使iPad应用程序可以迁移到Mac

结合像Apple Arcade这样的新计划，这可以为Macs创造一个完美的软件风暴，就像提供特定于体系结构的代码的工具正在完善一样。除此之外，苹果公司在企业销售方面也取得了进步，为Macs创造了最强大的市场，即使Windows和x86芯片的重要性也在逐渐降低。

所以我们现在正在接近Apple推出没有x86芯片的新Mac的理想条件。可能是Apple打算发布一款入门级笔记本电脑，其中A14X芯片的强劲版本将面向未来的iPad专业版，可能会推出类似规模的Apple GPU。

苹果公司也有可能进行更大胆的过渡，新的CPU芯片架构能够带来更大的处理能力。我们已经看到Apple努力构建自己的定制GPU--一个大规模并行处理器，专门用于执行渲染图形中常见的重复任务 - 以及提供A12 Bionic中首次引入的新神经引擎，专门用于AI处理。

Apple还推出了新的现场可编程门阵列(FPGA)，这是一种可针对特定任务进行优化的定制芯片。它将在新的Mac专业版的Afterburner卡上发布，使其具有强大GPU的超快速英特尔硬件能够在另一种类型的自定义处理硬件上运行专用软件。

这些发展表明，苹果不仅可以摒弃用于ARM CPU的英特尔CPU，而且可以将现代的Mac转变为一系列定制硅引擎，每个引擎都专注于某些类型的任务。它已经用最新的T2 Macs，特别是带有加力燃烧室的Mac Pro来实现这一点。

未来的英特尔Mac可以配备侧车定制芯片，提供Apple GPU，神经引擎和像Afterburner这样的FGPA处理器。苹果当然现在也可以发布带有ARM CPU的非英特尔Mac，而不用担心优化的软件支持。此外，Apple还可以开发一种新的自定义CPU架构，该架构超越了最初设计用于移动设备的ARM架构。

如果Apple要开发自己明显不同的新CPU架构，那么这一举措也可以扩展到iOS设备，从而产生运行Apple所有设备的专有处理器系列。这可能被证明是一个主要的竞争优势，而且我们已经在Apple的GPU和其他定制芯片工作中看到了这一举措。