蘋果又來了。

這次發(fā)布會(huì)上，三款全新的 Mac 正式釋出，最大的亮點(diǎn)，是它們都搭載了蘋果自主研發(fā)的 M1 芯片。

為什么蘋果要研發(fā)自己的芯片?給電腦換「芯」究竟有多難?

過去 15 年，蘋果電腦使用的一直是英特爾(Intel)的芯片，這段關(guān)系一度相當(dāng)親密。

當(dāng)時(shí)的英特爾風(fēng)頭正勁，占據(jù) CPU 市場(chǎng)近六成的份額，隨著 2007 年「Tick-Tock」的提出，英特爾的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

「Tick」代表更新制程，在 CPU 里容納數(shù)量更多、體積更小的晶體管，從而提升性能;「Tock」則代表革新處理器微架構(gòu)，從而支持更復(fù)雜的計(jì)算且提升計(jì)算效率，兩年完成一個(gè)周期。

隨著制程和微架構(gòu)交替更新，英特爾處理器的性能和市場(chǎng)份額一直保持領(lǐng)先，到 2016 年已經(jīng)占據(jù)了超過 80% 的市場(chǎng)份額。

但英特爾的危機(jī)也隨之到來。

處理器制程的進(jìn)步越來越難。2016 年 3 月，英特爾在財(cái)報(bào)中宣布，將「Tick-Tock」改為「APO」 ，三年一更新。

再加上英特爾在 10 nm 的技術(shù)路線選擇上的錯(cuò)誤，導(dǎo)致 10 nm 制程芯片一再延期，MacBook 必須在延遲更新和使用舊芯片中二選一。

面對(duì)英特爾的窘境，蘋果心中「分手」的想法越來越強(qiáng)烈。

影響這段關(guān)系的還有其他原因：英特爾不會(huì)為了蘋果定制支持新功能的芯片。

同樣是在 2016 年，為了驅(qū)動(dòng) TouchBar 和指紋識(shí)別，蘋果為新 Mac 加入自研的 T1 芯片。到了 2018 年，這顆芯片進(jìn)化成了 T2，負(fù)責(zé)電腦安全、視頻播放、剪輯和 hey Siri。

蘋果也有自己的底氣：iPhone 和 iPad 早就用上了蘋果自家的處理器。無論是性能還是發(fā)熱控制，蘋果自研處理器的表現(xiàn)都逐漸趕超英特爾。

以 2018 年發(fā)布的 MacBook Pro 和 iPad Pro 為例，前者搭載英特爾的 Core i9 處理器，后者搭載蘋果的 A12X 芯片。

從性能測(cè)試軟件 Geekbench 的實(shí)測(cè)中可以看出，在完成相同的工作上，蘋果處理器的性能已經(jīng)十分逼近英特爾的水平了。

從這時(shí)開始，這段關(guān)系已經(jīng)無法挽回了。

壓倒稻草的最后一個(gè)駱駝是能耗問題。MacBook Pro 15 上的 i9 處理器最大可以產(chǎn)生超過 45 W 的熱量，但卻只靠筆記本上一根導(dǎo)熱管和兩個(gè)風(fēng)扇把這些熱量吹出機(jī)身，讓 MacBook Pro 不僅燙手嘈雜，而且拉低性能。

相比之下，iPad Pro 上的 A12X 處理器能提供差不多的性能，熱功耗只有 10 W，可以發(fā)揮全部實(shí)力。

蘋果處理器節(jié)能的一個(gè)原因是采用了大小核(big.LITTLE)的架構(gòu)。

大小核的本質(zhì)是讓合適的處理器干合適的事。當(dāng)計(jì)算任務(wù)繁重時(shí)，啟用大核心，追求性能;當(dāng)計(jì)算任務(wù)輕松時(shí)只啟動(dòng)小核心，節(jié)能環(huán)保。

此外，蘋果芯片還可以將所有功能整合在同一個(gè) SoC 上，提高芯片集成度。

比如今天蘋果發(fā)布的 M1 芯片不僅包括了「中央處理器 CPU」，還包括「圖形處理器 GPU」、「神經(jīng)處理單元 NPU」等多個(gè)組件，還代替了舊 Mac 上 T2 芯片、內(nèi)存、輸入輸出控制器等多個(gè)元器件的功能。

在做足了分手的一切準(zhǔn)備工作后，今年 6 月 23 日，蘋果在 WWDC20 全球開發(fā)者大會(huì)上正式開啟了自己的換「芯」計(jì)劃。

換「芯」最大的挑戰(zhàn)，是讓蘋果處理器能夠順利運(yùn)行電腦端的軟件。

開發(fā)者開發(fā)完軟件后，需要將代碼編譯成機(jī)器指令，運(yùn)行軟件就是讓處理器執(zhí)行這一條條機(jī)器指令，我們把這些指令的集合叫做指令集。

英特爾處理器使用的是復(fù)雜指令集(CISC)，包括了所有可能用到的指令，非常完善;而蘋果芯片使用的是精簡(jiǎn)指令集(RISC)，只包括最常用的指令，重視效率。

不同的指令集對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用程序，如果不解決指令集的問題，為蘋果芯片開發(fā)程序的工作量相當(dāng)于重新開發(fā)一遍 App，這也是 iPad 版 Photoshop 進(jìn)展緩慢的原因。

為了解決這個(gè)問題，蘋果提供兩種解決方案：在編譯時(shí)解決、在編譯后補(bǔ)救。

利用 Universal 2，開發(fā)者花幾天時(shí)間重新編譯 App，得到包含兩套不同指令集的程序，就能分別在英特爾和蘋果的兩種處理器上運(yùn)行。

而對(duì)于沒有被重新編譯的軟件，Rosetta 2 可以在應(yīng)用安裝時(shí)將英特爾的指令自動(dòng)翻譯成蘋果芯片可以聽懂的形式。

最后，針對(duì)開發(fā)者的切實(shí)需要，蘋果還提供軟件 Virtualization 來方便新電腦運(yùn)行 Linux、Docker 等開發(fā)環(huán)境。

在這些工具的幫助下，蘋果處理器上的應(yīng)用生態(tài)也會(huì)逐漸豐富。接下來就可以開始計(jì)劃的第二步了：同時(shí)發(fā)售自研處理器和英特爾處理器兩種電腦。

在更高性能、更好產(chǎn)品形態(tài)和 iOS App 的吸引之下，用戶會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向蘋果處理器的設(shè)備，而使用英特爾處理器的電腦仍將獲得四五年的系統(tǒng)軟件更新支持，這是切換平臺(tái)的最后一步，逐步終止對(duì)舊設(shè)備的支持。

這就是蘋果一直在追求的生態(tài)，也是它更換芯片的究極原因：一次性打通三個(gè)平臺(tái)，讓 iPhone、iPad、Mac 運(yùn)行相同的軟件。

這意味著你可以用 Mac 玩王者榮耀，也可以在 iPad 上運(yùn)行完整的 Photoshop 了。

龐大的用戶數(shù)量將催生出優(yōu)秀的 App，優(yōu)秀的 App 又會(huì)吸引更多用戶。這些用戶可以攤平處理器的研發(fā)成本，讓蘋果的產(chǎn)品一直在性能上領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，形成良性循環(huán)。這些用戶還會(huì)為蘋果的訂閱服務(wù)給蘋果源源不斷地付費(fèi)，提供源源不斷的利潤(rùn)。

當(dāng)然，這一切只是蘋果的計(jì)劃，能否得到市場(chǎng)的認(rèn)可還是未知數(shù)。對(duì)于蘋果來說，這一轉(zhuǎn)換過程才剛剛開始。

它需要研發(fā)出足夠強(qiáng)大的芯片，需要讓同一個(gè) App 可以被兩種處理器執(zhí)行，需要傾盡全力才能在計(jì)劃的兩年內(nèi)完成過渡。

對(duì)于蘋果來說，這將是艱難的一步，但對(duì)于用戶來說不是。

關(guān)鍵詞： 蘋果 英特爾