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北京時間2020年6月23日凌晨,蘋果舉辦了每年一度面向開發者的WWDC大會,由於全球新冠疫情的影響,這一次的發佈會僅面向線上觀眾,在會上蘋果公司介紹了全新的iOS 14、iPadOS 14以及Watch OS 7,但這些都不是重頭戲。
在WWDC 2020的最後部分,Tim Cook在介紹完全新的Mac OS版本後,話鋒一轉,宣佈蘋果公司將會使用自研芯片取代Intel,正式確認了已經傳了幾個月的消息。
蘋果芯,行不行
在發佈會上,硬件團隊負責人、軟件團隊負責人輪番登場,從多個角度、方面詳細闡述、展示了蘋果為了這一次轉變做的各種工作,其中有些演示效果令人印象深刻。徹底轉變硬件架構主要有以下幾個方面的問題:
已有軟件的適配;
新軟件的開發便利程度;
如何確保用户體驗不打折扣。
其中只要做好前兩點,第三點自然有保障。蘋果自家的軟件已經全部完成了適配,在新系統發佈的當天就可以使用,為了解決第三方現有軟件的適配情況,蘋果公司這一次推出了在2006年研發的Rosetta後續版本Rosetta 2。
本質上來説,Rosetta 2起到的作用就是將原本為x86架構開發的軟件在安裝的時候翻譯成arm架構下的版本,不同於當年Rosetta是在runtime翻譯,安裝完畢之後就能夠以接近原生軟件的效率運行。
在發佈會上,他們演示了在Maya里加載一個擁有六百萬面的場景,然後再加載貼圖和材質,一切都十分順滑。接着他們甚至還直接從Mac AppStore裏面下載了《古墓麗影:暗影》進行演示,以1080P分辨率,目測中特效運行,幀數大概在30fps上下。
這讓我印象十分深刻,因為演示用的Mac電腦是一台開發機,搭載的芯片和我手裏的iPad Pro 2020是同款Apple A12Z,理論上來説,以後iPad Pro也能跑最新的Mac OS Big Sur,運行各種各樣Mac OS上才有的應用程序。
蘋果同時宣佈整個轉換過程會持續兩年,在這個過程中他們還會繼續生產、銷售搭載Intel處理器的Mac電腦,所以對開發者來説這意味着他們要同時對兩套架構進行維護和開發,蘋果的解決方案是全新的Universal 2,開發者們只需要一套二進制文件就可以同時在arm和x86上運行自己的軟件。
發佈會上出場的是Microsoft的Office以及Adobe的Creative Cloud系列軟件,具體有Lightroom和Photoshop,最後還演示了一下蘋果自己的Final Cut Pro X,這些軟件運行都十分流暢,FCPX甚至同時加載了3個4K視頻軌道同時回放,我現在非常好奇A13芯片跑Mac OS Big Sur會是什麼樣的表現。
全新的XCode 12裏面搭載了一系列全新的開發工具幫助開發者們完成這次遷移,根據Tim Cook的演講,普通開發者們可以在幾天內完成現有應用針對arm和x86架構的適配。
不僅如此,因為用的是A12Z芯片,所以演示用Mac開發機可以直接運行iOS以及iPad的應用,無需開發者的任何修改與適配,這意味着蘋果終於將iOS(以及iPad OS)和Mac OS整合在了一起。
蘋果為這次架構遷移做好了充分的準備,不僅為現有軟件打造了一個看起來比較可行的解決方案,畢竟2005年已經來過一次了,還讓開發者大大減少了適配兩個平台的工作量,對普通用户的影響降到了最低。加上Virtualization虛擬化解決方案,讓arm架構的Mac電腦和x86用起來幾乎沒有區別,但是這麼多工作與麻煩到底是為了什麼?
為什麼要換芯片
這不是蘋果第一次改變Mac電腦內部的芯片架構。2005年,史蒂夫·喬布斯在舊金山宣佈旗下的Mac電腦將會拋棄IBM的Power架構CPU,轉為使用Intel的處理器產品。
隨着筆記本對輕薄化的需求越來越大,針對工作站以及服務器設計的Power芯片無法滿足蘋果打造輕薄筆記本的需求,而Intel憑藉着全新的架構在性能與功耗上達到了比較優秀的平衡。所以蘋果選擇了Intel。
時間快進到2020年,同樣的事情再一次發生,但這一次沒有那麼簡單了。
蘋果最耀眼、最重要的產品早已不是Mac,而是iPhone,它貢獻了蘋果一大半的收入,而iPhone搭載的並不是Intel處理器。
從2010年的iPhone 4開始,蘋果就一直在使用自主研發的Apple A系列處理器,完全掌控了iPhone的軟硬件設計,讓早期的iPhone不管是續航還是性能都走在了其它手機的前面。
有了iPhone的成功,蘋果將A系列處理器幾乎覆蓋到了除Mac電腦以外的所有產品線,iPad、Apple TV和HomePod還有Apple Watch。對軟硬件擁有完全的控制權代表着蘋果公司不僅可以將製造成本儘可能的壓低,還能在軟硬件適配上做到極致。而這一點正是目前MacBook所面對的主要問題。
Intel自2014年發佈Skylake架構以來,沒有大的升級,MacBook卻已經迭代了好幾次,受限於Intel 14nm製程的芯片,以及MacBook Pro系列追求纖薄的設計語言(15/16寸的實在不輕),散熱與噪音一直是沒有得到解決的問題,尤其是在15/16寸的型號上。
只要CPU火力全開,動輒100℃的滿載温度以及飛機起飛般的噪音實在談不上良好的體驗。
這一點也讓入門產品MacBook Air比較尷尬,雖然蘋果本身的設計有問題,甚至出現了無線散熱這樣的東西(最新的MacBook Air雖然搭載了散熱風扇,但是風扇和CPU上的散熱鰭片沒有用熱管連接),但是Intel的處理器在某種情況下無法提供和Apple A系列芯片同樣的表現,在跑分測試裏還出現了iPad Pro幹掉MacBook的情況。
蘋果一方面不想再等Intel的10nm製程,特別是在他們自己即將邁入5nm時代之際,另一方面,iPad在逐漸Mac化,蘋果公司想要把最後一條非A系列處理器的產品線徹底融合進自身的硬件體系內,這也符合蘋果公司的一貫風格:掌控自己產品的一切。
蘋果硬件團隊負責人簡要分析了一下目前個人電腦市場上,台式機和筆記本的現狀,他説台式機代表了高性能與高功耗,而筆記本則犧牲了一部分性能換來較低的功耗以實現便攜性。
蘋果在過去的十多年裏一直在生產能效比最優秀的芯片,他們覺得可以將這一經驗沿用到Mac電腦產品線上。他們的目標是在大幅度提高Mac電腦性能的同時降低功耗,而且他們有信心達成這一目標。
他們有底氣做出這樣的宣言。
從2010年的iPhone 4開始,Apple的A系列處理器一直就是澎湃性能與高效節能的結合體,在iPhone如此小體積的設備裏塞入性能如此之強的處理器在過去是無法想象的,而且由於產品形態的特點,整個設備的功耗曲線必須設置的比較合理,過於激進會大幅影響續航與用户體驗,太過保守則會影響系統的流暢度,這一方面蘋果在前幾代iPhone做的十分出色,尤其是同時期的Android手機還比較青澀的時候。
最新的A12Z和A13處理器在單核性能上已經超過了同時期的Intel x86芯片,在功耗控制上那更是不在一個水平線上。得益於big.LITTLE設計,arm處理器在運行效率上比x86有着天然的優勢。
演示所用的A12Z處理器擁有8個CPU核心(4大 4小),8個GPU核心,128KB一級緩存以及8MB二級緩存,最高主頻速度為2.49GHz。
比起x86處理器動輒4GHz以上的頻率,較低的主頻擁有很大的功耗優勢,而且RISC架構的處理器可以用更低的主頻速度執行同等數量的指令,最後的結果就是A12Z可以流暢運行一系列對於x86架構CPU來説負載都很大的軟件。
更令人驚歎的則是A12Z的GPU部分,雖然1080P、中特效、30FPS的效果並不是特別出色,但要知道那並不是在原生環境下運行的遊戲。與此同時,Intel目前主流的核顯HD630在720p分辨率,全低特效下只能以10 - 15fps的幀率運行《古墓麗影:暗影》,我不僅好奇蘋果為MacBook Pro定製的A系列處理器,要是搭載16個甚至更多GPU核心,把功耗限制提升到45W,那個性能表現將會是什麼水平。
蘋果終於完成了軟硬件一統
從目前的演示來看,全新的Mac電腦,尤其是MacBook Pro系列將會迎來一個全新的局面,如果説以往Mac的護城河是蘋果這個牌子以及Mac OS,那麼全面轉向蘋果自研芯片可能意味着MacBook Pro能夠提供更強勁的性能,更低的功耗發熱和更長的續航時間以及更輕薄的機身,如果蘋果願意犧牲一點利潤率,他們完全可以把高端筆記本的市場盡數納入囊中。
而這樣的優勢是別的廠商無法輕易追上的,蘋果用了十多年時間進行耕耘,在這期間蘋果產出了超過10億台搭載各類A系列芯片的產品,在這一過程中他們積累了大量的設計與製造經驗,而iPad Pro可以看作是他們對Mac電腦更換架構的先期嘗試。
AppStore可以説是iPhone最重要的護城河,現在蘋果將數量龐大的iOS以及iPad應用接入到了Mac,更重要的是這些應用背後的開發者也被納入其中,得益於同一架構的硬件基底,為Mac開發軟件的開發者數量增加了一個數量級。
這對開發者們也是一個好事情,尤其是中小型開發者,以往受限於時間與精力,只能為移動平台進行開發,現在有了全新XCode 12,他們可以用較少的成本與精力適配所有蘋果設備,大大拓展了自身軟件的用户羣體。
蘋果目前Mac、iPhone、iPad以及Apple Watch之間的互聯互通已經初具成效,等到硬件軟件大一統,應該能夠上升到一個新的水平,比如在Mac上編輯文檔,直接一滑,iPhone自動打開同樣的app在同樣的位置繼續,或者外出用iPad完成同樣的事情,這樣的操作對於蘋果來説應該不是問題。
我個人最興奮的是,MacBook Pro終於能夠迎來本質上的進化了,同時如果蘋果願意幫助微軟一起把Windows on Arm好好整一整,那對於業界的影響可能比我們預期的都要大,讓我們拭目以待吧!
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