蘋果電腦或使用自研芯片 ARM和英特爾架構之戰再開啟？

蘋果電腦自研芯片，籌謀已久。

根據媒體報道，蘋果將在6月22日的2020開發者大會（WWDC）上，宣布其Mac電腦從使用英特爾處理器轉向自研的基于ARM架構的芯片。

這并不令人意外，早在2年前，就已經有蘋果自研電腦處理器的消息傳出，當時業內預期首個產品會在2020年公布，如今看來蘋果很有可能在本月底官宣。

報道還稱，首批Mac處理器將擁有八個高性能內核（代號為Firestorm）和至少四個高能效內核（內部代號Icestorm），這些自研芯片都將采用5nm制程工藝。作為蘋果自研芯片“Kalamate”項目的一部分，蘋果至少有三款搭載ARM的Mac處理器正在研發中。

從蘋果的業務來看，其實蘋果是一家“保守謹慎”的企業，它的產品線并不多，而對于供應商的替換，更不會突然做這樣冒險的決定。

什么原因讓蘋果走到這一步？最核心的是為了提升電腦性能，同時也能不受英特爾的牽制。蘋果生態的根本邏輯是做一個閉環的系統，從iOS、macOS到A系列等自家芯片，蘋果向來整合關鍵環節。蘋果能夠將其體系優化到現在的程度，恰恰說明閉環背后，是硬件和軟件結合得越深越好，而ARM可以繼續為蘋果的自研添磚加瓦，蘋果或許能夠基于ARM架構調教出更高的算力和性能。

蘋果的抉擇

首先，蘋果選擇為Mac搭配ARM架構的自研芯片，并非一朝一夕的決策，應該說自研產品就是蘋果的長期策略。為保持系統的良好體驗，設計硬件產品，并找最頂級的生產商代工，實現軟硬件一體化，才是蘋果的基礎。

而蘋果從A6芯片開始，就已經在移動產品中使用自主設計的芯片，但是在Mac上目前主要依賴于英特爾。以蘋果一直以來的制衡術，都會為其產品尋找多家供應商，在電腦處理器上蘋果也希望打破英特爾的壟斷。

在自研芯片的道路上，蘋果確實曾經“拋棄”了不少合作商。在2005年，蘋果就棄用和IBM、摩托羅拉合作的PowerPC芯片，轉身投入性能更強大的英特爾芯片；在iPhone中，蘋果和ARM合力研發出芯片后，就不再采用高通的處理器；2017年，蘋果還用自研產品替代了Imagination Technologies Group的圖形處理芯片；2019年，蘋果10億美元收購了英特爾的智能手機基帶芯片部門，接下來可以預見將替代高通的產品。

其次，“Kalamate”自研芯片項目的背后，是蘋果欲打通iPhone、iPad、Mac三類產品系統的大計劃。目前，iPhone和iPad均使用iOS系統，使用的是蘋果自研的ARM架構芯片；而Mac電腦搭載了英特爾的x86芯片，系統為macOS。如果將自研的ARM版芯片順利用于Mac電腦，那蘋果移動端和PC端產品間將更容易對接。

此前，集邦拓墣產業研究院分析師姚嘉洋就向21世紀經濟報道記者表示：“過去市場就有傳出蘋果有可能將自有處理器的設計往Mac移動，隨著ARM在64位的生態系統已經有一定的成熟度，再加上過去蘋果一向不喜歡受到供貨商牽制，因此，采用自家處理器的設計，一來可以避免英特爾的牽制，二來也能滿足在系統設計上的優化。”

再者，性能不足或是蘋果面臨的最大痛點。“即便英特爾給蘋果定制了很多產品，但是在現有英特爾結構上，幾乎沒有優化空間，蘋果已經在性能上榨干了英特爾，”一位軟件行業資深人士向21世紀經濟報道記者分析道，“為什么Adobe市值只能徘徊在1500億美元到2000億美元之間？是因為Windows也好、iOS也好，在現在的計算機結構下，性能已經榨干。Adobe等公司也想給用戶提供更多生產力工具，但是他們已經沒有能力做更大優化。在現有的傳統操作系統和芯片的組合下，Adobe已經可以直接調用顯卡，它的能力和性能到達了極致。”

但是用戶還希望性能進一步提升，“現在打開軟件的速度還不夠快，導出一段視頻的速度也不夠快，比如要導出一段5分鐘的視頻，高精度的渲染要好幾分鐘，甚至十分鐘以上，但是現有的算力只能到這個程度。”前述軟件人士說道。

換言之，眼下的計算世界中，算力存在瓶頸、核心處理器存在瓶頸。蘋果意識到這一點，欲讓系統和硬件進行更高程度的協作，從而進一步提升現有性能。

不過，蘋果自研芯片的商用并非易事，涉及到規模化芯片的穩定性、上層應用的兼容、軟硬系統的重新整合，需要一段過渡的時間。據了解，由于蘋果首批定制的Mac芯片性能較低，無法滿足高端電腦需求，所以可能會用在入門級的產品，比如輕量級的筆記本中，也有觀點認為可能和平板的iOS進行結合。

英特爾VS ARM

雖然蘋果想要替換掉英特爾的電腦處理器，但是對于英特爾來說，影響依舊有限，因為蘋果Mac的銷量并不高。根據IDC數據，2019年全球PC出貨量排名中，蘋果位列第四，其出貨量為1.7684億臺，僅占據了6.6%的市場份額。另有分析師指出，英特爾平均每年在蘋果電腦上的收入不到40億美元，在英特爾的總營收中占比不大。而且，英特爾近年來源自PC的占比在降低，數據中心的營收在增長。

“我們認為，蘋果即便推出自有架構的處理器，短期內，有可能是英特爾與自有架構兩種版本同時并行的做法，主要是軟件的生態系與持有量高度相關，不是在短期內就能在x86與ARM指令集間無縫切換。因此我們認為，對于英特爾的影響短期內相對有限。”姚嘉洋說道。

更大的影響是蘋果帶來的產業鏈的變化，在蘋果的帶動下，其他的PC品牌也有可能在ARM架構的電腦處理器芯片上發力。事實上，Windows和ARM組合的PC早已在市場上出現，微軟、聯想、三星、惠普、華碩等公司都已經推出過基于ARM芯片的筆記本電腦，但是市場并不理想。

“Windows PC的尷尬在于，即便是現在的Windows系統，也沒有把處理器的算力優化到最優，因為它要去兼容不同的硬件，要接觸各種各樣的內存、芯片，他的客戶有戴爾、聯想、惠普等等，都要一一進行兼顧。一旦開始兼顧兼容性，就會喪失性能，”前述軟件人士分析道，“如果用ARM可以調用更多能力，蘋果通過‘低能耗-中產出’的模式，相比Windows‘高能耗-低產出’的模式，蘋果依舊可以獲得更高性能。”

另一方面，ARM架構芯片強勢崛起不僅僅體現在電腦端，在服務器芯片中，英特爾也有華為、亞馬遜、高通等競爭對手。比如華為的鯤鵬芯片，就是華為基于ARM架構開發的CPU，包括服務器和PC機芯片，目前最新一代是鯤鵬920處理器。當然，在PC和服務器芯片的領域，英特爾以x86架構至今一騎絕塵。

但是底層架構的新一輪比拼已經展開。根據此前華為展示的數據，2020年，主流處理器總算力分布中，ARM超越了x86，算力格局加速轉換。華為芯片和硬件戰略Fellow艾偉分析道：“從20年來的算力發展看，2000年的時候，主流處理器總算力中x86位列第一，總算力輸出達到了全球的70%。而今天已經發生了逆轉，世界上最大的算力架構變成了ARM平臺，基于ARM指令的處理器總算力輸出達到全球82%。整個過程呈加速的發展趨勢。”

艾偉還談道：“很多人可能會說，這些ARM還是比較低性能的。但是歷史上，1980年代PC機開始興起，到1993年的時候我們看到了PC機的總算力輸出超過了UNIX的大機和小機，那時它也是下里巴人，直到1998年至強處理器推出，達到服務器水平之后，量變轉化成質變，到現在位置X86占據整個數據中心市場份額的90%以上的。整個過程完全是替換性的顛覆變化，這個歷史可能會再次被重復。”

而英特爾競爭者越來越多的另一個原因還在于，定制化場景越來越多，以前英特爾主要和微軟緊密合作就可以，但是現在有了更多大B、中B企業出現，他們希望更加貼身的定制，那么中間就有機會，ARM能夠靈活地助力定制。再加上如今芯片生產成本下降，能設計生產芯片的公司總體越來越多，其中的市場空間也增加了。

在未來異構計算趨勢中，架構格局將如何變換，會有精彩的故事。