據彭博社報道,蘋果將在本月舉辦的年度開發者大會(WWDC 2020)上宣佈,Mac電腦將搭載自家設計的基於ARM的芯片,取代目前使用的英特爾芯片。ARM處理器現在主要用於流動裝置,優勢是省電和發熱少。關於蘋果轉向在Mac上基於ARM的處理器的傳言已經存在了多年,但這種轉變已經迫在眉睫。

Macbook Air以輕薄為特點,更希望使用ARM架構處理器。(TIMOTHY A. CLARY/AFP via Getty Image)
Macbook Air以輕薄為特點,更希望使用ARM架構處理器。(TIMOTHY A. CLARY/AFP via Getty Image)

彭博資訊引述消息人士報道,蘋果可能在6月22日起舉行的全球開發者大會(WWDC)當周,公佈開發代號為「Kalamata」的計劃。選擇在此時發表,是為了讓外部開發者有時間進行調整,因應2021年推出的新款Mac電腦。

據報道,作為蘋果「Kalamata」項目的一部份,該公司至少在開發3款基於ARM的Mac處理器,基於下一代iPhone的A14芯片。

報道指出,蘋果的新款Mac電腦處理器,將依據與該公司自行設計的iPhone和iPad芯片相同的技術打造,採用5納米製程;不過,新一代的Mac仍將採用macOS作業系統,而非流動裝置使用的iOS系統。

受疫情影響,今年的蘋果開發者大會將於6月22日開始,以在線方式召開。彭博社指出,由於健康危機,宣佈時間可能還會改變。

蘋果上一次宣佈類似的重大處理器轉變是在2005年的開發者大會上,當時喬布斯(Steve Jobs)登台說該公司將從PowerPC轉向英特爾。2006年,第一批採用英特爾處理器的Mac電腦問世了。

而這次蘋果公司要放棄英特爾平台,主要是由於英特爾性能提升的放緩而引起的。而且蘋果公司對使用基於ARM的芯片的Mac進行的內部測試表明,與採用英特爾技術的替代產品相比,其性能有了很大提高。基於ARM的處理器不斷提高的能效,可能會讓MacBook變得更薄、更輕,但是它們仍將運行以台式機為核心的macOS。彭博社報道稱,轉向ARM最終將包括整個Mac系列。

ARM處理器的優勢和劣勢

目前全球的中央處理器(CPU)架構,主流為兩大家:英特爾的的X86架構和ARM的ARM架構。

ARM是高級精簡指令集的簡稱(Advanced RISC Machine),它是一個32位的精簡指令集架構,但也配備16位指令集,一般來講比等價32位代碼節省達35%,卻能保留32位系統的所有優勢。

ARM處理器的主要特點是:

• 體積小、低功耗、低成本、高性能——ARM被廣泛應用在嵌入式系統中的最重要的原因

• 支持Thumb(16位)/ARM(32位)雙指令集,能很好的兼容8位/16位器件;

• 大量使用寄存器,指令執行速度更快;

• 大多數數據操作都在寄存器中完成;

• 尋址方式靈活簡單,執行效率高;

• 指令長度固定。

• Load_store結構:在RISC中,所有的計算都要求在寄存器中完成。而寄存器和內存的通信則由單獨的指令來完成。而在CSIC中,CPU是可以直接對內存進行操作的。

• 流水線處理方式

這些特性使ARM架構能夠提供最高的每平方毫米性能和當今SoC設計中最低的能耗。

由於ARM架構處理器具有體積小、低功耗、低成本、高性能的特性,最早應用於智能手機為首的流動設備上。

近年,由於芯片製程和設計的升級,讓ARM架構處理器的性能有了飛越發展,已經達到甚至超過了Intel x86架構處理器。隨著現在筆記本電腦越來越輕薄,而對續航性和處理器性能卻要求越來越高,微軟(Microsoft)和蘋果公司早都動心轉換跑道。

ARM架構低功耗的優勢,使得設備的散熱壓力大幅降低,在MacBook的體積下別說是去除熱管,單純依靠被動散熱就能應付ARM架構下性能釋放需求。移除掉散熱結構後能進一步控制體積,而且性能和續航也可以得到保障,幾乎是最好的選擇。

不過ARM架構也有重大劣勢,就是軟件和應用生態不完備。

眾所周知macOS下的應用規模遠小於Windows,開發者數量更是鳳毛麟角。直接從原本熟悉的x86換到了開發模式和編譯環境都不同的ARM,開發者能否繼續跟隨蘋果步伐,需要先打上一個問號。

這可能也蘋果先推出3款ARM版MacBook,而非整個Mac產品線切換到ARM的理由,x86與ARM共存給開發者和應用生態跟進的時間。

微軟去年嘗試推出搭載ARM架構的筆記本電腦——Surface Pro X二合一電腦,不過由於準備不足導致效果不佳,受到較為負面的評價,主要是軟件轉型沒有跟上,導致用戶無法使用已經習慣了的軟件。

而相較之下,蘋果的iOS操作系統就是基於ARM架構開發的,有海量的程序app,移植到ARM架構的macOS上應該不會花太長時間。蘋果已經推出的Project Catalys專案,鼓勵開發者將iOS App移植到ARM架構的macOS。

蘋果不斷在提倡應用「一次編寫多處運行」的概念,以身作則將iOS版新聞、股票、語音備忘錄、家庭應用完整帶到macOS之後,又提供了Project Catalyst以及對應的UIKit接口,幫助第三方應用從手機平板來到電腦屏幕上。

大圖:iPhone XS and XS Max所使用的A12處理器,各種性能已經接近英特爾的流動裝置用處理器。(Shutterstock)小圖:iPhone XS and XS Max所使用的A12處理器。(Apple)
大圖:iPhone XS and XS Max所使用的A12處理器,各種性能已經接近英特爾的流動裝置用處理器。(Shutterstock)小圖:iPhone XS and XS Max所使用的A12處理器。(Apple)

蘋果自家芯片性能強

除了軟件上的未雨綢繆,ARM版MacBook能被廣泛置信的另一個原因便在於蘋果的芯片研發能力。蘋果為iPhone所設計的A系列處理芯片,已經長期領先Android陣營,同時在軟件、硬件獲得一致的整合與開發優勢。

從iPhone 4的A4芯片開始,蘋果已經積累了十餘年的ARM架構研發經驗,而且從歷代蘋果A系列芯片CPU性能領先於同時代競爭對手可以推斷出,用於MacBook的ARM芯片也可能表現不俗。

目前蘋果A系列高端芯片的性能,已經追上了部份流動平台版本的英特爾處理器。根據Geekbench測試項,蘋果iPad Pro 2018款所搭載的A12X芯片,已經在單核性能上和同年15英寸MacBook Pro所用的6核酷睿i7接近,多核性能也相差不遠。

自2005年從PowerPC架構IBM處理器切換到x86架構英特爾處理器以來,包含MacBook在內的蘋果個人電腦業務經歷了相當輝煌的15年。

在同樣規格的筆記本中,MacBook是設計最出眾顯示表現最好的,在同價位筆記本中又具有了影音處理等平台優勢。

而且芯片製程未來將進入5納米級,處理器的性能將有更大的提升。

分析師郭明錤近日的報告指出,蘋果的新產品預計將在未來12~18個月內採用5納米製程生產的處理器,包括2020下半年亮相的5G版iPhone、配備Mini LED的新款iPad,以及在2021上半年發表自行設計處理器的Mac電腦。

雖說不是市場佔有率最高的品牌,也不是蘋果內部貢獻收入最多的產品線,但MacBook和整個Mac業務依然有著舉足輕重的意義。蘋果的ARM版MacBook嘗試,將會代表電腦的一大方向。◇

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