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Apple SoC真的会淘汰x86 CPU?

时间:2019-02-03 作者:Brian Dipert, EDN资深博主 阅读:
Apple Mac将全面停用英特尔的x86 CPU,转而采用Arm-based的自家应用处理器?这一类的传闻和预测在科技媒体和分析师世界中久久就会“发作”一次,但不久总会消声匿迹。然而,这些声音近来似乎达到了高潮……

在我最近针对苹果(Apple)最新智能型手机、平板计算机和穿戴式装置发表的一篇文章——“Apple的2018年期末成绩单:处理器全面进化”中,特别关注于那些为Apple产品打造SoC (以及SoC中的IP核心)的开发人员身上,而非直接将大部份的荣耀归功于该公司的系统设计人员。我在文末还提到很快地将会另外撰写一篇详尽的专文探讨有关“Apple是否会(以及如何和何时)淘汰基于x86的计算机,转而采用自家SoC驱动的后续产品”。现在,正是我开始为这个问题“振笔疾书”的最佳时机了。raAEETC-电子工程专辑

Apple Mac计算机将全面停用英特尔(Intel)而改采基于Arm (Arm-based)的自家应用处理器?这一类的传闻和预测在科技媒体和分析师的世界中久久就会“发作”一次,但不久后总会消声匿迹;然而,最近这些声音似乎达到了高潮。为什么?从整体的角度来看,这是该公司内部处理器架构转型的最新(潜在)一步——而这一切就从其第一代iPad中发现的Apple设计A4开始。很讽刺地,iPad如今却被戏称为其笔电的终极接班人。针对这一点,本着“有图才有真相”的精神,我们就透过最新一代Apple iPad Pro平板计算机搭配其键盘配件的照片来说话吧:raAEETC-电子工程专辑

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接着,再来一张微软(Microsoft) Surface Pro二合一笔记本电脑/平板计算机的照片,它同样搭配其键盘配件:raAEETC-电子工程专辑

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这么一比较就可看到这二者有多么相似了吧!那么各种喧哗扰嚷究竟是为了什么呢?raAEETC-电子工程专辑

让我们先退一步想想:为什么Apple会想跨入“向Arm购买授权就能自行开发”(buy-an-Arm-license-and-develop-it-yourself)的业务?一旦出货产品数量达到足以抵销授权费用和研发费用,绕过“中间人”(尤其是三星——Apple iPhone 4的A4 SoC供货商)并自行完成更多整体开发工作,而仅将IC代工制造、封装与测试交由第三方合作伙伴,所带来的利润将会变得极具吸引力。Apple自行开发的Arm核心不仅可用于该公司的所有iPhone和iPad,也适合各世代的Apple Watch、Apple TV、HomePod以及其他产品。raAEETC-电子工程专辑

当然,Apple现在正将主处理器核心扩展到其他系统建构模块领域;据报导,该公司现正致力于打造自己的绘图IP (但这将不利于其长期合作伙伴Imagination Technology的业务),而且也已经在公司内部开发电源管理IC了,甚至还有传言指称它目前正寻求开发自家蜂巢式语音加数据技术。那么下一步呢?会是闪存吗?raAEETC-电子工程专辑

因此,从概念上来看,您也可以了解到斩断英特尔中间商这层关系以及自行设计PC处理器对于Apple会有多大的吸引力。然而,实际情况并非如此,原因有很多,例如:raAEETC-电子工程专辑

●PC出货量远低于其他先前提到的市场;raAEETC-电子工程专辑

●实际上来看,英特尔庞大的x86专利组合及其律师团队,可能让Apple就算想开发自己的x86 SoC设计也变得不可行(我甚至听说如果Apple或其他公司采用收购AMD的方式,但其实收购实体也不一定能合法继承英特尔与AMD的专利交叉授权协议…);raAEETC-电子工程专辑

●x86指令集在当今Apple Mac操作系统和应用和程序套件(包括内部和第三方开发)中占主导地位,这将使得Arm-based SoC替代方案难以提供具竞争力的成本/性能/功耗组合,即使是在当今高效率操作系统和应用程序仿真与虚拟化的时代。raAEETC-电子工程专辑

困难......但并不是不可能。毕竟,Apple之前就已经走过这条道路了......而且还是好几次。Mac一开始采用了摩托罗拉(Motorola)的68000处理器;1994年,Apple转向IBM和摩托罗拉开发的PowerPC CPU。当然,正如我之前写过的那样,贾伯斯(Steve Jobs)在2005年6月Apple全球开发者大会(Apple Worldwide Developer Conference)上发表专题演讲时提到,该公司的各种Mac产品线将开始从PowerPC快速过渡到Intel x86 CPU。事实上,这就是我们目前仍处的位置,在过了几乎15年之后。raAEETC-电子工程专辑

Apple如何成功地因应2000年代中期的那次转型,对于这次可能有什么帮助带来了一些提示。该公司迅速地开始同时出货x86版本的Mac OS操作系统和x86-based的计算机硬件,以及内部团队和合作伙伴所用的“通用二进制”应用程序开发工具包,用于为PowerPC (旧版)和x86 (新版)硬件编译程序代码。此外,x86-based的新操作系统还包括称为‘Rosetta’的硬件仿真层,可在新的x86硬件上高效率地执行PowerPC-based的传统应用程序。raAEETC-电子工程专辑

事实上,Apple这次更做好了万全的准备。就像微软尝试支持自家以及合作伙伴的Windows RT-based系统,Apple在很大程度上(尽管不是完全)成功地将自己和合作伙伴的应用程序经销信道迁移至自家的App Store基础架构(此处我想指出的是微软也并未放弃这个念头,最近还与高通和系统伙伴合作Arm-based的“永不关机、常时联机PC”。在推出支持Arm的Mac OS应用程序开发工具包之后,这是一个相对简单的步骤,然后再开始透过App Store“通用二进制”应用程序经销,这些应用程序执行于x86-based传统硬件或Arm-based新硬件上,或者(为了最小化程序代码有效负载大小),或根据检测到的客户硬件自动下载x86或Arm二进制版本的特定应用程序。raAEETC-电子工程专辑

由Transitive在2005年开发的Apple Rosetta’硬件仿真技术令人印象深刻,而且,正如我之前提到的,它和更广泛的虚拟化情况变得更好。至于这一点,以及呼应我之前的评论,即ARM-based SoC在仿真模式下很难执行x86二进制编码,因而无法为其x86原生替代方案“提供具有竞争力的价格/性能/功耗组合”。raAEETC-电子工程专辑

Apple在10月底公布采用A12X Bionic SoC的iPad Pros后不久,即传出比“92%的可携式PC更快”,而Geekbench的基准检验结果也神秘地出现在网络上。例如,iPad Pro的单核心比分为5030,相当于采用2.6GHz英特尔Core i7的2018年版15吋MacBook Pro的5053比分。然而,请注意,A12X Bionic SoC虽然是8核心设计,而2.6GHz Intel Core i7 CPU支持6核心,但iPad Pro的多核心比分为17995,仍落后于15吋MacBook Pro的21421比分。raAEETC-电子工程专辑

不过,一般来说,这种比较之间还存在着一长串的但书...... Geekbench是一项综合基准,一方面,它与现实生活比较结果的相关性是偶然的。而且,用于比较的系统之间也各自采用了不同的操作系统、包含不同数量和类型的DRAM、不同的绘图处理器以及不同的屏幕尺寸...等等。值得注意的是,以Apple的喜好来看,请记住2.6GHz Intel Core i7 CPU采用了主动风扇冷却,而Apple A12X Bionic则包含完全被动的散热子系统。raAEETC-电子工程专辑

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无庸置疑地,Apple SoC正成为极具吸引力的替代方案,这不仅是指其他供货商(如华为/海思、联发科、高通与三星等)的ARM应用处理器,对于英特尔x86-based的产品来说也是如此。而且还有Apple迅速改善的能力也同样重要;正如9to5Mac网站中提到的,“2017年版iPad Pro [编注:采用A10X Fusion SoC]可以获得3908的单核心和9310多核心比分。新款iPad Pro还比其前一代单核心版本更快30%,而且能有效地将多核心性能提高一倍。”raAEETC-电子工程专辑

我认为Apple并不至于在很短的时间内来个大翻转,从英特尔的处理器全面过渡到自家处理器。但更渐进式的消费者“拉抬”转型绝对可能......而且可以说已经在进行中,例如从衡量电池续航力、更小体积、重量更轻的系统开始。如果英特尔能尽快量产其10纳米(10nm)制程(以及基于10nm的产品),那么由此产生的晶体管数量、频率速度和能效的改善或许将会减缓,但并不会完全停止转变。值得注意的是,从价格/性能/功耗组合的角度来看,AMD基于x86的处理器正日益稳步走强中。您同意吗?请分享您的看法。raAEETC-电子工程专辑

编译:Susan HongraAEETC-电子工程专辑

本文来自电子工程专辑姐妹网站,ASPENCORE旗下EDN TaiwanraAEETC-电子工程专辑

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