蘋果電腦或使用自研芯片 ARM和英特爾架構(gòu)之戰(zhàn)再開啟？

蘋果電腦自研芯片，籌謀已久。

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

這并不令人意外，早在2年前，就已經(jīng)有蘋果自研電腦處理器的消息傳出，當(dāng)時業(yè)內(nèi)預(yù)期首個產(chǎn)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(nèi)核（代號為Firestorm）和至少四個高能效內(nèi)核（內(nèi)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(fā)中。

從蘋果的業(yè)務(wù)來看，其實蘋果是一家“保守謹(jǐn)慎”的企業(yè)，它的產(chǎn)品線并不多，而對于供應(yīng)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(tài)的根本邏輯是做一個閉環(huán)的系統(tǒng)，從iOS、macOS到A系列等自家芯片，蘋果向來整合關(guān)鍵環(huán)節(jié)。蘋果能夠?qū)⑵潴w系優(yōu)化到現(xiàn)在的程度，恰恰說明閉環(huán)背后，是硬件和軟件結(jié)合得越深越好，而ARM可以繼續(xù)為蘋果的自研添磚加瓦，蘋果或許能夠基于ARM架構(gòu)調(diào)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(gòu)的自研芯片，并非一朝一夕的決策，應(yīng)該說自研產(chǎn)品就是蘋果的長期策略。為保持系統(tǒng)的良好體驗，設(shè)計硬件產(chǎn)品，并找最頂級的生產(chǎn)商代工，實現(xiàn)軟硬件一體化，才是蘋果的基礎(chǔ)。

而蘋果從A6芯片開始，就已經(jīng)在移動產(chǎn)品中使用自主設(shè)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(shù)，都會為其產(chǎn)品尋找多家供應(yīng)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(jīng)“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(zhuǎn)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(fā)出芯片后，就不再采用高通的處理器；2017年，蘋果還用自研產(chǎn)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(yù)見將替代高通的產(chǎn)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(chǎn)品系統(tǒng)的大計劃。目前，iPhone和iPad均使用iOS系統(tǒng)，使用的是蘋果自研的ARM架構(gòu)芯片；而Mac電腦搭載了英特爾的x86芯片，系統(tǒng)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(chǎn)品間將更容易對接。

此前，集邦拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析師姚嘉洋就向21世紀(jì)經(jīng)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(shè)計往Mac移動，隨著ARM在64位的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)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(shè)計，一來可以避免英特爾的牽制，二來也能滿足在系統(tǒng)設(shè)計上的優(yōu)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(chǎn)品，但是在現(xiàn)有英特爾結(jié)構(gòu)上，幾乎沒有優(yōu)化空間，蘋果已經(jīng)在性能上榨干了英特爾，”一位軟件行業(yè)資深人士向21世紀(jì)經(jīng)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(xiàn)在的計算機結(jié)構(gòu)下，性能已經(jīng)榨干。Adobe等公司也想給用戶提供更多生產(chǎn)力工具，但是他們已經(jīng)沒有能力做更大優(yōu)化。在現(xiàn)有的傳統(tǒng)操作系統(tǒng)和芯片的組合下，Adobe已經(jīng)可以直接調(diào)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(xiàn)在打開軟件的速度還不夠快，導(dǎo)出一段視頻的速度也不夠快，比如要導(dǎo)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(xiàn)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(tǒng)和硬件進行更高程度的協(xié)作，從而進一步提升現(xiàn)有性能。

不過，蘋果自研芯片的商用并非易事，涉及到規(guī)模化芯片的穩(wěn)定性、上層應(yīng)用的兼容、軟硬系統(tǒng)的重新整合，需要一段過渡的時間。據(jù)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(chǎn)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(jié)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(jù)IDC數(shù)據(jù)，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(jù)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(shù)據(jù)中心的營收在增長。

“我們認為，蘋果即便推出自有架構(gòu)的處理器，短期內(nèi)，有可能是英特爾與自有架構(gòu)兩種版本同時并行的做法，主要是軟件的生態(tài)系與持有量高度相關(guān)，不是在短期內(nèi)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(nèi)相對有限。”姚嘉洋說道。

更大的影響是蘋果帶來的產(chǎn)業(yè)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(gòu)的電腦處理器芯片上發(fā)力。事實上，Windows和ARM組合的PC早已在市場上出現(xiàn)，微軟、聯(lián)想、三星、惠普、華碩等公司都已經(jīng)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(xiàn)在的Windows系統(tǒng)，也沒有把處理器的算力優(yōu)化到最優(yōu)，因為它要去兼容不同的硬件，要接觸各種各樣的內(nèi)存、芯片，他的客戶有戴爾、聯(lián)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(diào)用更多能力，蘋果通過‘低能耗-中產(chǎn)出’的模式，相比Windows‘高能耗-低產(chǎn)出’的模式，蘋果依舊可以獲得更高性能。”

另一方面，ARM架構(gòu)芯片強勢崛起不僅僅體現(xiàn)在電腦端，在服務(wù)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(gòu)開發(fā)的CPU，包括服務(wù)器和PC機芯片，目前最新一代是鯤鵬920處理器。當(dāng)然，在PC和服務(wù)器芯片的領(lǐng)域，英特爾以x86架構(gòu)至今一騎絕塵。

但是底層架構(gòu)的新一輪比拼已經(jīng)展開。根據(jù)此前華為展示的數(shù)據(jù)，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(zhuǎn)換。華為芯片和硬件戰(zhàn)略Fellow艾偉分析道：“從20年來的算力發(fā)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(jīng)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，世界上最大的算力架構(gòu)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(fā)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(wù)器水平之后，量變轉(zhuǎn)化成質(zhì)變，到現(xiàn)在位置X86占據(jù)整個數(shù)據(jù)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(fù)。”

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(xiàn)在有了更多大B、中B企業(yè)出現(xiàn)，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(chǎn)成本下降，能設(shè)計生產(chǎn)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(gòu)計算趨勢中，架構(gòu)格局將如何變換，會有精彩的故事。