蘋果最具野心的芯片計劃

穆梓· 2020-04-24
本文來自 “半導體行業觀察”(ID:icbank) ,作者 穆梓

據彭博社報道,蘋果計劃在明年推出其帶有自研處理器的Mac電腦。

彭博社進一步指出,蘋果現在在研究的Mac處理器有三款,這是他們基于下一代iPhone所用的A14處理器開發的芯片,知情人士說,第一個Mac處理器將會比iPhone和iPad中的處理器快得多。在彭博社報道中,他們把這個稱之為蘋果最具野心的計算機芯片計劃。

我們知道,在過去的十幾年來,蘋果不但推出了其用在手機的A系列芯片,還推出了用在iPad的A系列衍生芯片、應用在airpods上的H系列藍牙芯片、應用在Apple Watch上的W系列芯片。此外還有用于安全的T系列芯片和正在研發的Modem芯片。至于其他如電源管理芯片等類型的芯片,那就更不在話下了。

在這個新系列芯片出來以后,蘋果旗下的所有硬件都用上了自研的芯片。

不神秘的“Kalamata”計劃

從彭博社的報道我們可以看到,蘋果將其基于Arm架構設計的Mac電腦芯片計劃叫做“ Kalamata”。Kalamata是希臘第十大城市,也許來源希臘語“kala ommata”,意思是“美麗的眼睛”。這其實并不是蘋果mac芯片計劃的首次曝光。

據彭博社透露,早在2018年,蘋果就開發了基于iPad Pro A12X處理器的Mac芯片,并進行了內部測試。據報道,那次的測試結果非常不錯,又因為Arm公司一直在推動高性能芯片的設計,這就使得蘋果公司的工程師對這個計劃充滿信心。

知情人士說,蘋果公司將使用臺積電的5nm產線制造新的Mac芯片。這與蘋果將在下一代iPhone和iPad Pro中使用芯片的工藝相同。而其首批Mac處理器將具有八個高性能內核(代號為Firestorm)和至少四個節能內核(內部稱為Icestorm)。與此同時,蘋果公司正在探索具有12個以上內核的Mac處理器,以求能獲得進一步發展。

消息表示,蘋果已經開始設計第二代Mac處理器,該處理器將遵循為2021年iPhone開發的A15芯片架構。這表明蘋果希望將其Mac,iPhone和iPad置于相同的處理器開發周期。

按照蘋果的計劃,他們的Mac芯片將在一個全新的Macbook系列上先試水,因為他們的處理器性能目前并不能與現在他們在MacBook Pro,iMac和Mac Pro臺式計算機上采用的Intel處理器相媲美。

彭博社表示,盡管與iPhone和iPad采用統一的芯片設計,但蘋果這個使用自研Arm處理器的Mac仍將運行macOS操作系統,而不是iPhone和iPad的iOS軟件。而蘋果公司也正在探索開發一種工具,以確保為基于Intel處理器開發的舊Mac機開發的應用程序仍可在新機器上運行。但這并不是一件很容易的事情,微軟之前曾經試過將Windows系統遷往基于Arm處理器開發的電腦上,但并沒取得成功。

此外,公司還擁有一項稱為Catalyst的技術,該技術可使軟件開發人員面向iPad開發的應用程序能夠Mac計算機上運行。

“離開英特爾的轉變非常復雜,需要蘋果的軟件,硬件和組件采購團隊之間密切合作。鑒于當前的全球供應鏈情況,這種轉變可能會被延遲”,知情人士強調。

蘋果在打什么算盤?

在蘋果的Mac發展史,已經進行了三次的CPU架構轉移:

第一次是在1984年,隨著Macintosh 128k發布,蘋果將蘋果 II的8位6502處理器改用成摩托羅拉的68k處理器架構;第二次平臺遷移是在1994年,蘋果放棄使用摩托羅拉68k處理器,改用PowerPC處理器;第三次是在2005年,在當年的WWDC大會上,時任蘋果CEO的喬布斯宣布停用IBM的Power PC架構,轉向Intel的X86架構?,F在則是第四次。

按照喬布斯的說法,他們之所以選擇遷移電腦的硬件平臺,主要是對IBM在PowerPC技術的開發進度上感到失望。

相關資料顯示,2003年6月,斯蒂夫·喬布斯在推出配備PowerPC G5處理器的Mac時曾許諾,在十二個月內會將PowerPC處理器的時鐘頻率提升至高達3 GHz。而實際上即便是在兩年之后,蘋果與IBM依然未能將3 GHz的PowerPC處理器投入市場,市場上的流言認為這一尷尬的局面是IBM其POWER4派生芯片組的低良品率所造成的。此外,配備在Mac筆記本電腦上的PowerPC處理器,在運作時產生的巨大熱量,也廣被同時期的業界詬病。

而現在英特爾面臨同樣和IBM當年一樣的困境。因為受到制造工藝升級影響,Intel與臺積電甚至三星的差距正在進一步拉大,這影響了他們的處理器升級頻率。這也許也是促使蘋果轉向Arm處理器的一個原因。

而從彭博社的報道我們可以看到,對于蘋果來說,開發自己的電腦處理器有多方面的優勢。

首先,這樣做還將減少蘋果對英特爾的依賴。最近Intel處理器缺貨的新聞一定讓大家記憶猶新,如果蘋果選擇了Arm 處理器,可以向臺積電甚至三星尋找幫助。

其次,自研處理器可以更好地控制其設備的性能,并將其與競爭對手區分開?,F在蘋果MacBook在與其他英特爾芯產品相比,更多的差異化是通過軟件體現的。但如果他們在硬件方面能加入更多差異化的競爭,或者能幫助他們開辟一個新戰場。

第三,如果Mac,iPhone和iPad運行相同的基礎技術,將使Apple更加容易統一其應用程序生態系統并能更頻繁地更新其計算機。而這樣一致的系統體驗,無論是開發者或者消費者,都會很有興趣,這也將成為Apple的競爭力所在。

第四,這還將給蘋果帶來巨大的成本優勢。據蘋果分析師郭明錤之前透露,如果蘋果用上自家的Arm CPU,可以節省40 - 60%的處理器成本,但仍能獲得預期的性能,以及增加電池壽命。郭明錤進一步指出,降低成本后,可讓蘋果有機會推出低于1000美元價格的MacBook Air。這將幫助蘋果基于其出色生態,用更低價格的產品去撼動市場。

英特爾將首當其沖

單從營收來看,就算蘋果的Mac產品全部轉向Arm處理器,對Intel業績影響也僅有5%。但對這家半導體巨頭來說,怕就怕在榜樣的力量是無限的。

回看現在的個人PC市場,Intel是絕對的大贏家,這幫助他們在過去相當長的一段時間里攫取了巨額的利潤。而進入最近兩年,除了AMD通過全新的X86架構想在PC市場與Intel一較高下外, 高通也推出了全新的Arm系列處理器,也希望在PC市場分一杯羹。但后者并沒能取得成功,主要與Arm處理器的本子在系統體驗和應用生態上,并不能撼動Wintel的江山。

但考慮到蘋果過去三次架構轉移的輝煌戰績,萬一他們真能在這里取得成功。高通以及他們的合作伙伴會有很多的信心?,F在正在做電腦、同時也做了很多芯片的華為,在這上面是否也有了更一步的想法?這都有可能對Intel未來產生深遠影響。

在過去的十多年里,Arm和Intel的角力一直沒有停止。前者憑借嵌入式領域的大獲成功一路向服務器芯片領域滲透,最近兩年在Ampere computing、Marvell、華為、飛騰和亞馬遜的推動下,似乎開始露出新的曙光。如果這次蘋果芯片能在PC上取得成功,這將幫助他們再下一城。反觀英特爾,即使他們在移動芯片方面花費了巨資,但最終卻避免不了慘敗的宿命。

從蘋果積極的芯片計劃我們也可以看到,在上世紀八十年代,因為芯片性能需求的快速增加、產線投資成本急劇攀升,倒逼IDM廠商逐漸轉向了Fabless和Fab分工的模式。但進入了21世紀第二個十年,類似Arm和臺積電這些IP廠商和晶圓廠的繁榮,讓系統廠商有能力以相對較低的成本,去定制自己的芯片,以打造更具差異化的產品,在競爭激烈的市場殺出一條血路。

對于某些芯片廠商來說,是時候去思考一下如何在當前的競爭環境下生存了。

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