不只是換個處理器，自主芯片Mac影響比你想象要大

從在今年年底開始，蘋果準(zhǔn)備為其歷史悠久的Mac計算平臺推出一個引人注目的新架構(gòu)。這款基于ARM架構(gòu)、自主研發(fā)的新處理器將對Mac的未來產(chǎn)生重大影響，甚至幫助蘋果構(gòu)建比Mac更龐大的非英特爾新平臺。

在過去的40年里，蘋果采取了一系列激進(jìn)舉措，將其Mac硬件轉(zhuǎn)向完全不同的全新芯片架構(gòu)。其他任何計算平臺都沒有如此成功地完成過這樣復(fù)雜的轉(zhuǎn)變，更不用說嘗試像蘋果那樣在Mac上進(jìn)行三次重大變革了。從20世紀(jì)80年代的摩托羅拉68000到90年代的PowerPC，再到21世紀(jì)初的英特爾x86。

每次遷移都需要付出巨大的努力，不僅要交付新的硬件，還要改造龐大的軟件平臺并創(chuàng)建新的開發(fā)工具，以最大限度地減輕用戶和開發(fā)者向新平臺過渡的痛苦。當(dāng)蘋果在90年代初遷移到PowerPC時，當(dāng)時的其他平臺也在進(jìn)行并行轉(zhuǎn)變，包括微軟的Windows NT、IBM的OS/2、Commodore Amiga和許多其他平臺。

然而，蘋果成功完成向PowerPC轉(zhuǎn)變的獨(dú)特能力，卻因其他公司未能做到這一點(diǎn)而變得復(fù)雜，最終導(dǎo)致蘋果成為PowerPC芯片唯一的主要用戶。這種轉(zhuǎn)變的難度及其意想不到的結(jié)果可能表明，事后看來，嘗試一項如此復(fù)雜、風(fēng)險如此突出的任務(wù)最終是個錯誤。

另一方面，蘋果在大約10年后轉(zhuǎn)向英特爾，這在當(dāng)時被譽(yù)為高明的戰(zhàn)略舉措，使蘋果得以進(jìn)入新市場，并最終戲劇性地擴(kuò)展其Mac平臺。不過蘋果之所以從2006年開始轉(zhuǎn)向英特爾芯片，這在很大程度上是因為該公司之前的PowerPC經(jīng)驗，即學(xué)習(xí)如何執(zhí)行這樣的過渡。

Apple Silicon轉(zhuǎn)型十年

那么對蘋果來說，今年再次轉(zhuǎn)向全新芯片架構(gòu)有什么好處呢？這一次，蘋果使用自主設(shè)計的定制芯片架構(gòu)，而不是購買任何個人電腦制造商都能買到的現(xiàn)成芯片。

從很多方面來說，這家電腦制造商轉(zhuǎn)向新的Apple Silicon并不是什么新鮮事兒。自2008年以來，該公司始終在開發(fā)定制芯片，并最終設(shè)計出A4芯片，用于iPhone 4、初代iPad以及第一款基于iOS的Apple TV上。

從2016年開始，蘋果開始推出配備T1的Mac電腦。T1是一款定制芯片，旨在處理Touch ID安全事宜，并提供系統(tǒng)管理控制器(SMC)功能，將蘋果的英特爾Mac電腦與商用英特爾PC電腦區(qū)分開來。甚至在T1之前，蘋果定制的SMC微控制器就可以管理Mac的電源管理、電池充電、睡眠和休眠、視頻顯示模式以及其他定制和增強(qiáng)Mac體驗的功能。

圖：蘋果的T2芯片

自2017年以來，新的Mac配備了更先進(jìn)的T2芯片。這款64位芯片可以處理從磁盤加密到圖像處理等各種任務(wù)，支持從iPad Sidecar到“Hey Siri”的各種功能。在過去的幾年中，T2 Mac實際上已經(jīng)變成了Apple Silicon Mac，配備了提供本地x86軟件兼容性的英特爾處理器。

Mac電腦如何迷上英特爾芯片

蘋果的英特爾Mac目前使用與運(yùn)行Windows或Linux的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PC相同的Intel x86芯片架構(gòu)。事實上，如今的Mac電腦之所以能如此容易地運(yùn)行Windows軟件或Linux服務(wù)器實例，本質(zhì)上就是英特爾芯片的功勞。這種共性和兼容性最初被吹捧為蘋果在2006年轉(zhuǎn)向英特爾芯片的主要原因。

在這種轉(zhuǎn)變之前，蘋果Mac電腦使用的PowerPC芯片可能比x86芯片擁有許多技術(shù)優(yōu)勢。然而，由于經(jīng)濟(jì)因素，PowerPC越來越難以跟上競爭對手x86開發(fā)的步伐。到2004年，蘋果是僅存的使用PowerPC芯片的重要供應(yīng)商。臺式機(jī)領(lǐng)域的其余商家在很大程度上集中在英特爾的x86芯片上，這創(chuàng)造了巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，支持英特爾繼續(xù)投資于其未來幾代x86芯片。

由于Mac電腦的銷量增長緩慢，而且對PowerPC芯片的需求沒有增長的余地，PowerPC架構(gòu)背后的制造合作伙伴缺乏任何類似的可靠資金支持，無法與英特爾持續(xù)不斷的芯片開發(fā)努力相媲美。

開發(fā)新一代芯片是一項極其昂貴的工作，單靠一家每年僅出貨約330萬臺Mac的PC制造商來說，根本不可能有足夠的資金進(jìn)行競爭。2004年，Windows電腦的銷量是Mac電腦的56倍。同年，PC制造商共售出1.825億臺，在PowerPC Mac平臺和英特爾PC平臺之間形成了巨大的鴻溝。

蘋果從PowerPC遷移到英特爾平臺消除了這一鴻溝，并將英特爾的規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶到了Mac上，這使得蘋果不僅可以更容易地跟上其硬件競爭對手的步伐，而且還可以在其他方面進(jìn)行創(chuàng)新，這使得Mac比普通PC更有價值。蘋果的MacOS本身就是個重要的例子，它為蘋果的平臺在可用性、安全性和吸引力方面增添了獨(dú)特的價值。

2012年，市場研究公司Asymco分析師賀拉斯·德迪烏(Horace Dediu)表示，蘋果已經(jīng)扭轉(zhuǎn)微軟在PC領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，并稱其差異化的英特爾Mac電腦迅速改變了Mac與PC銷量之比。

圖：Windows電腦的銷量是蘋果Mac的數(shù)倍

蘋果構(gòu)建比Mac更大的非英特爾新平臺

早在2006年史蒂夫·喬布斯（Steve Jobs）首次展示蘋果最初的英特爾Mac之后，另一個非常重大的轉(zhuǎn)變立即開始發(fā)生。次年，蘋果推出了iPhone，隨后在2010年推出了基于iOS的iPad平板電腦。

在接下來的十年里，蘋果新的iOS移動軟件平臺(基于MacOS)變得與Windows、Linux、ChromeOS或其他任何操作系統(tǒng)同樣龐大，甚至在新興的移動市場爆炸式增長中，可以說是更具有影響力的軟件和開發(fā)平臺。

重要的是，新的蘋果平臺不需要英特爾芯片?？焖僭鲩L的iPad銷量促使蘋果成為世界領(lǐng)先的PC制造商，盡管一大批行業(yè)營銷集團(tuán)拼命試圖將iPad描繪成一款“媒體消費(fèi)設(shè)備”。

但現(xiàn)實情況是，iPad和iPhone的確正在取代PC的歷史角色，同時為移動計算創(chuàng)造了英特爾PC無法比擬的新市場。這是個典型的顛覆案例：一種創(chuàng)新的新產(chǎn)品，可以有效地與現(xiàn)有的、更復(fù)雜、更昂貴的替代產(chǎn)品競爭。

盡管微軟為制造自己的“移動Windows”做出了各種努力，英特爾曾多次嘗試推動Linux和Android制造商銷售其移動x86芯片，谷歌也在努力復(fù)制蘋果的iPad成功，并用自家基于網(wǎng)絡(luò)的Chrome PC或上網(wǎng)本與之抗衡，但還沒有其他公司能夠開發(fā)出在商業(yè)規(guī)模上能夠與蘋果iOS和iPad OS相媲美的移動計算應(yīng)用平臺，并取得類似的商業(yè)成就。

競爭對手移動平臺支持使iOS受益的規(guī)模經(jīng)濟(jì)

事實上，沒有其他平臺能夠取得蘋果那樣的成功，因為沒有人真正復(fù)制蘋果正在做的事情。ChromeOS最為接近：與英特爾Mac一樣，它在相對標(biāo)準(zhǔn)的硬件上推出了獨(dú)特的操作系統(tǒng)。除了美國學(xué)校之外，谷歌ChromeOS在尋找非常便宜的硬件市場也未能獲得成功。

Android授權(quán)廠商集體出貨了大量智能手機(jī)，但Android平臺的價值在應(yīng)用商店和硬件平臺之間分崩離析。Android授權(quán)廠商的共性在很大程度上只是支持了一個更重要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即ARM架構(gòu)硬件，而不是推動蘋果無法匹敵的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

由于蘋果也在其iOS設(shè)備中使用ARM芯片，它從業(yè)界普遍使用的ARM架構(gòu)中獲益良多，包括傾注在ARM芯片開發(fā)和ARM架構(gòu)軟件工具、編譯器和其他方面的所有集體努力。因此，當(dāng)Mac電腦利用英特爾的PC通用性來提升MacOS在Windows或Linux上的獨(dú)特價值時，蘋果的移動設(shè)備銷售卻在利用ARM架構(gòu)來支持iOS和iPadOS作為Android的卓越替代品。

但也有不同之處：雖然英特爾的臺式機(jī)x86代表著一種專有處理器平臺，但移動ARM架構(gòu)是一種蘋果可以授權(quán)并獨(dú)立開發(fā)的技術(shù)，它在芯片層面上增加了獨(dú)特的價值，就像它在MacOS、iOS和iPadOS上所做的那樣。

圖：蘋果的A4芯片利用ARM的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，同時增加了額外的定制價值

擁抱、延伸、熄滅

通過將未來幾代Mac電腦轉(zhuǎn)移到自己獨(dú)特的增強(qiáng)型芯片上，蘋果再次能夠從共同的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和增加獨(dú)特價值的專有技術(shù)進(jìn)步中獲益。值得注意的是，PC和移動領(lǐng)域的其他競爭對手也嘗試過類似的做法，但都以失敗告終。

三星和LG都試圖通過Tizen和WebOS收購和開發(fā)自己獨(dú)特的軟件開發(fā)平臺。然而，在較小的智能電視和手表市場之外，Android有效地阻止了它們在標(biāo)準(zhǔn)硬件上推動差異化軟件批量銷售的能力，無論是在手機(jī)、平板電腦還是筆記本電腦上。華為也同樣聲稱，在美國阻止華為使用谷歌的Android系統(tǒng)后，出于必要，該公司即將推出自己的內(nèi)部操作系統(tǒng)平臺。

安卓本應(yīng)團(tuán)結(jié)整個行業(yè)對抗蘋果。相反，它卻把被許可方鎖定在對谷歌及其政策的依賴上，同時有效地阻止了這些被許可方利用自己的軟件平臺自由創(chuàng)新。

另一方面，微軟利用ARM架構(gòu)的移動優(yōu)勢，多次嘗試將Windows PC和移動設(shè)備從英特爾轉(zhuǎn)移到ARM。但微軟缺乏像蘋果那樣果斷地將整個平臺轉(zhuǎn)向新的芯片架構(gòu)的能力，因為微軟Windows平臺的大部分是由PC授權(quán)廠商提供的。

微軟及其合作伙伴推出的少數(shù)Windows-on-ARM設(shè)備只是拆分了Windows平臺，而沒有提供顯著的附加值。與蘋果不同的是，微軟也沒有自己的芯片專業(yè)知識，這只是讓它開始依賴高通而不是英特爾，并以同樣的方式橫跨這兩種芯片架構(gòu)，就像谷歌對Android中的ARM和英特爾的支持是一種拆分的負(fù)擔(dān)，而不是真正的優(yōu)勢。

Apple Silicon給Mac電腦帶來了新的平臺優(yōu)勢

在從英特爾x86芯片轉(zhuǎn)向自主研發(fā)芯片Apple Silicon的過程中，Mac電腦將失去許多他們在2006年獲得的硬件兼容性。然而，自那以來，有兩件事發(fā)生了變化：第一，對許多人來說曾經(jīng)非常重要的東西來說，運(yùn)行Windows的需求已經(jīng)大幅下降。第二，微軟自己開發(fā)了在ARM上運(yùn)行Windows的原生能力。

與此同時，Apple Silicon Mac將能夠在本地運(yùn)行為iOS開發(fā)的ARM軟件。這不僅意味著在Mac電腦上為iOS開發(fā)和移植iOS應(yīng)用程序在Mac電腦上運(yùn)行會更容易，而且蘋果和第三方開發(fā)者開發(fā)軟件工具和專門代碼也會更容易，這些軟件工具和專門代碼不僅使用ARM架構(gòu)的CPU，還使用蘋果開發(fā)的其他芯片，包括定制的蘋果GPU、神經(jīng)引擎，以及AMX機(jī)器學(xué)習(xí)加速器等功能。

對于大多數(shù)用戶來說，Apple Silicon的這些新優(yōu)勢將比本地運(yùn)行x86版本的Windows更有價值。還要注意的是，所有這些定制的芯片處理器引擎都只有幾年的歷史，每個引擎都針對特定類型的操作進(jìn)行了調(diào)整。在iPhone、iPad和Apple Silicon Mac持續(xù)銷售的推動下，Apple Silicon應(yīng)該可以適應(yīng)在不久的將來發(fā)展起來的新功能。

通過在任何地方使用自己的芯片設(shè)計，蘋果不僅可以增強(qiáng)Mac，還可以更快地將先進(jìn)的新技術(shù)引入其他新產(chǎn)品，從新型可穿戴設(shè)備到家用設(shè)備等。蘋果不必拘泥于為提供經(jīng)典PC體驗而優(yōu)化的基本英特爾x86架構(gòu)，而是可以改進(jìn)其Apple Silicon Mac，推出筆記本和臺式機(jī)，這些設(shè)備不僅要計算，而且要模糊Apple Watch中的硬件和軟件之間的界限，并在Continuity模式下與其他設(shè)備無縫集成。

T2 Apple Silicon

蘋果已經(jīng)通過T2將其現(xiàn)有的A系列芯片的很大一部分功能整合到最近的Mac電腦中，從而實現(xiàn)了這些目標(biāo)。T2將蘋果的定制編解碼器、存儲控制器和安全功能(如Secure Enclave)引入了Mac電腦。

通過更進(jìn)一步取代英特爾的CPU、集成GPU以及目前由x86芯片和圍繞英特爾x86架構(gòu)開發(fā)的支持硬件處理的其他功能，蘋果可以從根本上把未來的Mac帶向全新的方向，把標(biāo)準(zhǔn)PC甩在身后，就像iPad把更簡單的Android平板電腦拋在腦后一樣，或者就像iPhone芯片迅速超越了Android所能提供的功能那樣。

圖：定制T2 Apple Silicon已經(jīng)為英特爾Mac電腦帶來了與眾不同的功能，包括Touch ID、SideCar、Touch Bar和Hey Siri

在過去的十年里，Mac電腦越來越多地受到英特爾x86架構(gòu)的阻礙，而不是從其規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲益?，F(xiàn)在是將移動Mac電腦轉(zhuǎn)變?yōu)楦?jié)能、圖形化更強(qiáng)大、圖像處理更復(fù)雜以及支持機(jī)器學(xué)習(xí)功能的完美時機(jī)，這與蘋果自己的iOS硬件共享規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

此外，蘋果還將獲得另一個重大好處：在其第十代Ice Lake x86芯片中，利用臺積電先進(jìn)的5納米芯片制造技術(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于英特爾目前的10納米芯片制造能力。

這對英特爾來說也是個巨大的損失，因為蘋果是英特爾最有價值、對技術(shù)要求最高的客戶之一。隨著微軟和其他PC制造商也將部分生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到各種替代芯片制造商，英特爾x86平臺的規(guī)模經(jīng)濟(jì)將受到嚴(yán)重削弱，這也將損害每家依賴英特爾幫助其與蘋果保持平價的PC制造商。

回想一下，是英特爾推動了整個行業(yè)的努力，讓PC制造商推出可以與蘋果MacBook Air競爭的超輕薄筆記本電腦。

隨著英特爾越來越無法幫助PC競爭對手復(fù)制蘋果的產(chǎn)品，我們很可能會看到Mac電腦以更接近iPad超越其他平板電腦的速度領(lǐng)先于商用PC，或者Apple Watch將其他智能手表甩在后面，或者iPhone進(jìn)步，而Android手機(jī)則縮小了雄心，轉(zhuǎn)而推出更低的價位。

這將是一個重要的發(fā)展，因為英特爾控制下的PC以前沒有移動設(shè)備發(fā)展得那么快。這也可能促使其他公司嘗試新的方法，而不是僅僅推出更多圍繞英特爾平臺和運(yùn)行微軟操作系統(tǒng)的通用PC。

如果他們無法與之競爭，我們很可能會看到Mac電腦銷售出現(xiàn)新的增長高潮，為創(chuàng)意用戶、企業(yè)、教育和其他領(lǐng)域帶來更先進(jìn)、聯(lián)網(wǎng)更快、更強(qiáng)大的計算設(shè)備，推動桌面計算領(lǐng)域取得類似進(jìn)步，就像我們已經(jīng)在手機(jī)和平板電腦上看到的那樣。