Arm嵌入式芯片為什么對(duì)蘋果Mac來說如此重要

（文章來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察）

最近關(guān)于蘋果Mac要轉(zhuǎn)用ARM處理器的消息不脛而走。許多人都希望Apple在其Mac系列產(chǎn)品中遷移到自己的處理器。隨著對(duì)ARM過渡的清晰認(rèn)識(shí)開始出現(xiàn)，人們可能仍然想知道這意味著什么。蘋果從英特爾轉(zhuǎn)向ARM是什么意思？至關(guān)重要的是，是什么使這種過渡對(duì)Mac的未來如此重要？

總體而言，蘋果從Mac上的Intel處理器轉(zhuǎn)移到其他方面，與ARM無關(guān)，而更多地與Apple對(duì)其計(jì)算命運(yùn)的控制力更大有關(guān)。ARM Holdings是一家英國(guó)公司，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和創(chuàng)建自己的CPU和其他芯片組。盡管ARM芯片為各種設(shè)備（例如Acorn Archimedes）供電的悠久歷史，但如今，該公司及其大多數(shù)被許可方設(shè)計(jì)的芯片已在全球嵌入式系統(tǒng)中找到。

但是，除了創(chuàng)建自己的芯片外，ARM還許可其指令集體系結(jié)構(gòu)（指令集體系結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是告訴芯片如何在特定處理器或處理器類型上執(zhí)行代碼的要素）。這意味著公司購買了許可，允許他們構(gòu)建實(shí)現(xiàn)ARM指令集的自定義處理器內(nèi)核，而不是自己購買或修改ARM處理器。

這就是Apple使用其A系列片上系統(tǒng)的方式，而此處的區(qū)別至關(guān)重要。蘋果公司設(shè)計(jì)了自己的CPU和實(shí)現(xiàn)ARM指令集的CPU內(nèi)核。該公司的工作完全是定制的，而不是重新包裝ARM處理器。從理論上講，Apple可以許可x86（英特爾和AMD處理器中使用的指令集體系結(jié)構(gòu)），并以此方式構(gòu)建定制的臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦芯片，但是該團(tuán)隊(duì)目前精通ARM，并且使用ARM指令集制造的芯片眾所周知。與x86相比，它們的功耗更低。

這完全是說“ ARM過渡”雖然方便快捷，但并不能完全描述我們對(duì)即將推出的Mac電腦的期望。我們希望像iPhone，iPad和Apple TV中的A系列芯片一樣，Apple的Mac處理器將完全定制。當(dāng)我們談?wù)撎O果公司的定制設(shè)計(jì)芯片時(shí)，通常使用諸如“ A13處理器”或“ A13 CPU”之類的短語，但是這種術(shù)語并不精確。蘋果的定制芯片雖然肯定由中央處理器CPU主導(dǎo)，但不僅僅是單個(gè)處理器。它們是運(yùn)行大多數(shù)計(jì)算機(jī)所需的必要組件的集合。

A系列片上系統(tǒng)由處理器，內(nèi)存和圖形處理單元組成，它們都在一個(gè)裸片上。諸如存儲(chǔ)，電池，用于藍(lán)牙和Wi-Fi的無線電等組件，以及更多組件都位于片上系統(tǒng)外部。片上系統(tǒng)由于其緊湊的特性而非常適合移動(dòng)設(shè)備。與分離的系統(tǒng)相比，它還需要更少的總體功耗。但是，在諸如筆記本電腦之類的系統(tǒng)上，片上系統(tǒng)方法并不是常見的處理方法。取而代之的是，處理器，內(nèi)存和GPU通常在邏輯板上都有各自獨(dú)立的位置。

由于蘋果的芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不遺余力地創(chuàng)建了小型的，包含在內(nèi)的系統(tǒng)，例如A系列和S系列，我們不得不懷疑這是否會(huì)延續(xù)到Mac中。似乎不太可能。畢竟，筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)上的RAM都比智能手機(jī)上的內(nèi)存擁有更多的可用電量，因此蘋果可能希望在Mac芯片中利用這一優(yōu)勢(shì)。

此外，最近的一份報(bào)告表明，蘋果公司目前正在使用基于尚未發(fā)布的A14芯片的芯片，預(yù)計(jì)該芯片將在2020年晚些時(shí)候推出的新系列iPhone中使用。據(jù)推測(cè)，這些芯片具有8種高性能內(nèi)核和四個(gè)高效內(nèi)核，總共12個(gè)內(nèi)核。相比之下，Apple A12X和A12Z在蘋果片上系統(tǒng)中擁有八個(gè)內(nèi)核，其中四個(gè)高性能內(nèi)核和四個(gè)高效內(nèi)核擁有最多的內(nèi)核數(shù)。

鑒于在iPhone 11系列中發(fā)現(xiàn)的A13具有六個(gè)核心（兩個(gè)高性能，四個(gè)高效率），在彭博社的報(bào)告中，“基于”一詞似乎很重要。我們將在秋季看到的A14可能會(huì)從據(jù)說正在測(cè)試Mac的12核版本降低。我敢猜測(cè)Mac芯片是A14的更強(qiáng)大的變體，就像iPad Pro系列中的X-variant一樣（A12是六核芯片，A12X和A12Z是八核芯片） ）。但是它們都可能基于相同的ARM指令集。

蘋果切換到自己的基于ARM的處理器的主要原因之一是功耗。人們普遍認(rèn)為，蘋果的芯片比英特爾的芯片具有更高的能效，而且這種結(jié)果仍然存在。盡管蘋果公司聲稱其最新的MacBook Air和MacBook Pro的電池續(xù)航時(shí)間為11到12個(gè)小時(shí)，但現(xiàn)實(shí)生活中的續(xù)航時(shí)間通常比實(shí)際使用時(shí)間要短（根據(jù)許多第三方商店的說法，這通常為6到8個(gè)小時(shí)） 。

同時(shí)，在iPad Pro上，我通常處于Apple宣稱的每天使用10小時(shí)的電池續(xù)航時(shí)間的范圍內(nèi)。如果我做類似玩資源密集型游戲的事情，這可能會(huì)有所不同，但是我看到的最大差異通常最多比預(yù)期少一個(gè)小時(shí)左右，而且這是在使用頻繁的日子。這足以讓我度過一個(gè)完整的工作日。那么，為什么蘋果的芯片在功耗上似乎比英特爾的芯片更一致？嗯，這完全歸因于蘋果公司將完全實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變：蘋果公司對(duì)自己的芯片的性能有更好的了解。當(dāng)蘋果擁有整個(gè)堆棧（包括硬件和軟件）時(shí)，它可以以極高的特異性優(yōu)化所有內(nèi)容。

因?yàn)槟遣攀钦嬲哪康摹]關(guān)系，2018年和2020年的iPad Pro在單核性能基準(zhǔn)測(cè)試中均與2020年的MacBook Air匹配（并且絕對(duì)在多核中擊敗了它），或者在16英寸的Intel Core i9上都可以使用MacBook Pro也采用單核。我的意思是，這些事情確實(shí)很重要，但它們次于蘋果將英特爾從英特爾轉(zhuǎn)移到自己的處理器這一更大的理由。

蘋果是渴望控制權(quán)的公司。與過去不同，它在客戶如何使用其設(shè)備方面肯定比過去更加靈活。但是，在實(shí)際制造這些設(shè)備時(shí)，Apple希望擁有從硬件到軟件的盡可能多的生產(chǎn)堆棧。由于處理器是Apple制造的所有硬件的重要組成部分，因此，蘋果應(yīng)該制造為Mac供電的芯片，而不是繼續(xù)使用Intel或改用AMD的想法更加有意義。

盡管AMD在臺(tái)式機(jī)和最近的筆記本電腦芯片中已經(jīng)取得了令人印象深刻的結(jié)果，但蘋果不太可能改用它們，而不是按照自己的方式行事。蘋果為何會(huì)與另一家第三方芯片制造商達(dá)成協(xié)議，從蘋果的角度來看，我不可避免地會(huì)讓他們失望？正如英特爾合作伙伴關(guān)系所證明的那樣，美好時(shí)光不會(huì)永遠(yuǎn)持續(xù)下去，AMD不可能幸免于困擾英特爾的問題。

在Mac上使用自己的處理器可以為Apple提供的功能與在iPhone，iPad和Apple Watch上具有的功能相同：對(duì)硬件和軟件的完全控制。蘋果的芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)遭受打擊了很多年，但即使他們最終也會(huì)放慢腳步，在逐步改進(jìn)之后發(fā)布逐步改進(jìn)（他們已經(jīng)這樣做了-你好A12Z）。但是即使這樣做，蘋果公司也將確切知道何時(shí)推出新芯片，并計(jì)劃圍繞它們的產(chǎn)品發(fā)布。它還將能夠更一致地向Mac發(fā)布更新。

這樣，蘋果公司在制造芯片上學(xué)到的一切，性能，電源管理，創(chuàng)建新工藝以及所有其他方面的一切都將最終使Mac系列受益。希望蘋果公司將從制造Mac芯片中學(xué)到的所有知識(shí)，再將其帶回其移動(dòng)設(shè)備。因此，對(duì)于蘋果公司而言，本質(zhì)上與ARM無關(guān)。那可能是芯片團(tuán)隊(duì)擅長(zhǎng)的技術(shù)，但這并不是此舉的主要因素。這些都是蘋果制造的處理器。蘋果最終可能會(huì)按自己的計(jì)劃生產(chǎn)所有產(chǎn)品。
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