Как Apple Silicon Mac может ускорить вычисления в 2020-х годах

До того, как закончится этот год и начнется десятилетие 2020-х годов, Apple готова представить драматическую новую архитектуру для своей почтенной вычислительной платформы Macintosh. Вот почему новое оборудование Apple Silicon — важный шаг в будущем Mac.

За последние четыре десятилетия Apple уникальным образом предприняла ряд радикальных шагов по переводу оборудования Mac на совершенно новое и существенно другое архитектуры микросхем.

Ни одна другая вычислительная платформа не выполнила ни разу столь сложную задачу в подобном масштабе, не говоря уже о трех основных изменениях платформы, которые Apple сделала на Mac. от Motorola 68000 в 1980-х годах до PowerPC в 90-х, а затем до Intel x86 в 2000-х.

Каждая миграция требовала огромных усилий, направленных не только на поставку нового оборудования, но и на преобразование обширных программных платформ и создание новых инструментов разработки, чтобы минимизировать трудности перехода пользователей и разработчиков. . Когда Apple перешла на PowerPC в начале 90-х, другие платформы того времени должны были завершить параллельный переход самостоятельно, включая Microsoft Windows NT, IBM OS/2, Commodore Amiga и многие другие.

Уникальная способность Apple успешно завершить переход на PowerPC была осложнена тем, что другие фирмы не смогли сделать то же самое, что привело к тому, что Apple в конечном итоге стала единственным крупным PowerPC. Пользователь. Сложность этого перехода и его неожиданный результат могут означать, что в ретроспективе попытка выполнения такой сложной и рискованной задачи была в конечном итоге ошибкой.

С другой стороны, переход Apple на Intel Mac примерно десять лет спустя был провозглашен мастерским стратегическим шагом, позволившим Apple выйти на новые рынки и в конечном итоге значительно расширить свою платформу Mac. Тем не менее, переход Apple на чипы Intel, начатый в 2006 году, во многом был обусловлен предыдущим опытом компании PowerPC в обучении реализации такого перехода.

Переход Apple Silicon, который осуществляется уже десять лет

Полезно изучить какая выгода для Apple от того, чтобы снова перейти на совершенно новую архитектуру микросхем в этом году, на этот раз с использованием заказной кремниевой архитектуры собственной разработки, а не покупать готовые микросхемы, доступные любому производителю ПК.

Во многих отношениях переход производителя Mac к новому «Apple Silicon» не является чем-то новым. Компания занимается разработкой заказного чипа «System on a Chip» с 2008 года, результатом которых стал чип A4, на котором работали iPhone 4, оригинальный iPad и первый Apple TV на базе iOS..

Начиная с 2016 года Apple начала поставки компьютеров Mac, оснащенных T1, специальной SoC, предназначенной для обеспечения безопасности Touch ID и обеспечения функций контроллера управления системой, которые отличают Apple Компьютеры Intel Mac из обычных ПК Intel. Еще до T1 специальный микроконтроллер SMC от Apple управлял управлением питанием Mac, зарядкой аккумулятора, режимом сна и гибернации, режимами отображения видео и другими функциями, которые настраивали и улучшали работу Mac.

Apple T2 SoC

С 2017 года новые Mac включают еще более совершенную SoC T2. Этот 64-битный чип обрабатывает все, от шифрования диска до обработки изображений, и поддерживает различные функции, от iPad Sidecar до Hey Siri. Последние несколько лет Mac T2 фактически были компьютерами Apple Silicon Mac с процессором Intel, обеспечивающим совместимость с программным обеспечением x86!

Как компьютеры Mac подключились к чипам Intel

На компьютерах Mac Intel в настоящее время используется тот же Архитектура Intel x86 как стандартные ПК под управлением Windows или Linux. Фактически, микросхемы Intel в современных компьютерах Mac по сути своей сделали на компьютерах Mac так легко запускать программное обеспечение Windows или запускать экземпляр сервера Linux.

Эта общность и совместимость изначально рекламировались как основная причина перехода Apple на чипы Intel еще в 2006 году.

До этого сдвига в компьютерах Mac Apple использовались чипы PowerPC, которые могли похвастаться рядом технических преимуществ по сравнению с чипами x86. Однако PowerPC все больше и больше изо всех сил пыталась угнаться за темпами конкурентных разработок Intel x86 просто из-за экономических факторов.

К 2004 году Apple оставалась единственным значительным поставщиком, использующим чипы PowerPC. Остальной мир настольных компьютеров в значительной степени сконцентрировался на чипах x86 от Intel, создав огромную экономию на масштабе, которая поддержала постоянные инвестиции Intel в будущие поколения своих чипов x86.

Поскольку продажи компьютеров Mac растут только постепенно, и никаких перспектив для расширения спрос на микросхемы PowerPC, производственные партнеры, стоящие за архитектурой PowerPC, не имели какой-либо столь же надежной финансовой поддержки, необходимой для поддержания паритета с неумолимыми темпами непрерывной разработки микросхем Intel.

Разработка новых поколений микросхем — очень дорогостоящая работа, которую просто не может обеспечить конкурентоспособное финансирование за счет одного производителя ПК, поставляющего всего около 3,3 миллиона компьютеров Mac в год. В 2004 году ПК с Windows продавались в 56 раз больше, чем компьютеры Mac. В этом году производители ПК в совокупности продали 182,5 миллиона единиц, создав огромную пропасть между платформой PowerPC Mac и платформой Intel PC..

Переход Apple от PowerPC к Intel устранил эту пропасть и привел к экономии масштаба Intel на Mac, что значительно упростило Apple не только не отставать от своего соперников по оборудованию, но для инноваций другими способами, которые способствовали тому, что Mac стал более ценным, чем стандартные ПК. Сама по себе macOS от Apple стала ярким примером этого, добавив уникальной ценности платформе Apple с точки зрения удобства использования, безопасности и привлекательности.

В 2012 году Гораций Дедиу описал для Asymco , как Apple изменил доминирующее положение Microsoft в области ПК, подробно описав, чем отличается Intel от Intel. Количество проданных компьютеров Mac быстро изменилось.

Единицы Windows продаются как несколько устройств Apple. Источник: Гораций Дедиу

Apple создала новую платформу, отличную от Intel, больше, чем Mac

Еще один очень важный сдвиг начался сразу после того, как Стив Джобс впервые представил первые компьютеры Apple Mac Intel в 2006 году. В следующем году Apple выпустила iPhone, а в 2010 году — планшет iPad на базе iOS.

В течение следующего десятилетия новая мобильная программная платформа Apple iOS (на основе macOS) станет не менее крупной и, возможно, даже более влиятельной платформой программного обеспечения и разработки, чем Windows, Linux, ChromeOS или что-нибудь еще — конечно, в рамках развивающегося рынка мобильной связи.

Важно отметить, что эта новая платформа Apple не нуждалась в чипах Intel. Быстрый рост продаж iPad привел Apple к роли ведущего в мире производителя персональных компьютеров, даже несмотря на то, что армия отраслевых маркетинговых групп отчаянно пыталась изобразить iPad как не более чем «устройство для потребления мультимедиа».

Реальность заключалась в том, что iPad и iPhone обычно заменяли исторические роли ПК, создавая новые рынки для мобильных вычислений, с которыми ПК на базе Intel не могли сравниться. Это был классический прорыв: инновационный новый продукт, который мог эффективно конкурировать с существующей, более сложной и дорогой альтернативой, которая «перегружала» рынок.

Несмотря на различные усилия Microsoft по созданию собственной «мобильной Windows;» Различные попытки Intel стимулировать продажи своих мобильных чипов x86 производителями Linux и Android; и усилия Google по копированию iPad Apple с помощью Android, а также противодействию этому с помощью собственных компьютеров или нетбуков с веб-интерфейсом Chrome, ни одна другая компания не смогла разработать платформу мобильных вычислительных приложений, способную конкурировать с iOS и iPad OS от Apple на аналогичного масштаба и с аналогичными коммерческими результатами.

Конкурирующие мобильные платформы поддерживали эффект масштаба, который приносил пользу iOS

На самом деле, никто другой не смог добиться успеха Apple, потому что никто на самом деле не копировал то, что делала Apple.. ChromeOS подошла ближе всех: как и Intel Mac, она запустила уникальную ОС на относительно стандартном оборудовании.

Google просто не удалось добиться принятия ChromeOS за пределами школ США, которым требовалось очень дешевое оборудование.

Лицензиаты Android коллективно поставили множество смартфонов, но ценность платформы Android разделилась между магазинами приложений и аппаратными платформами. Вместо того чтобы стимулировать экономию на масштабе, с которой Apple не могла сравниться, общность лицензиатов Android в основном просто поддерживала более важный отраслевой стандарт: аппаратное обеспечение архитектуры ARM.

Поскольку Apple также использовала чипы ARM в своих устройствах iOS, она извлекла огромную пользу из общего использования архитектуры ARM в отрасли, включая все коллективные усилия, вложенные в Программные средства разработки микросхем ARM и архитектуры ARM, компиляторы и другие усилия.

Итак, в то время как Mac использовали универсальность ПК Intel для повышения уникальной ценности macOS по сравнению с Windows или Linux, продажи мобильных устройств Apple использовали архитектуру ARM для поддержки iOS. и iPadOS в качестве превосходной альтернативы Android.

Но была и разница: в то время как настольный компьютер Intel x86 представлял собой проприетарную платформу процессора, мобильная архитектура ARM была технологией, которую Apple могла лицензировать и самостоятельно разрабатывать на своем собственное, добавляя уникальную ценность на уровне кремния так же, как это было в программном обеспечении с macOS, iOS и iPadOS.

Apple A4 использовал экономию масштаба ARM при добавлении дополнительных пользовательских значений

Принять, расширить, погасить

Переведя будущие поколения своих компьютеров Mac на собственные усовершенствованные микросхемы, Apple снова сможет извлечь выгоду как из общей экономии за счет масштаба, так и за счет собственных усовершенствований, которые добавляют уникальную ценность. Примечательно, что другие конкуренты в области ПК и мобильных устройств пытались, но не смогли сделать это аналогичным образом.

И Samsung, и LG пытались приобрести и разработать свои собственные уникальные платформы разработки программного обеспечения с помощью Tizen и webOS. Тем не менее, за пределами небольших рынков смарт-телевизоров и часов Android эффективно заблокировала их способность стимулировать массовые продажи дифференцированного программного обеспечения на стандартном оборудовании, будь то телефоны, планшеты или ноутбуки.

Компания Huawei также заявила, что близка к внедрению собственной внутренней платформы ОС по необходимости после того, как США заблокировали ей использование Android от Google. Но это просто подорвало продажи Huawei, потому что существующие покупатели Android не хотят нестандартной, несовместимой альтернативы Android.

Android должен был объединить индустрию против Apple. Вместо этого он поставил своих лицензиатов в зависимость от Google и его политик, фактически не позволяя этим лицензиатам свободно внедрять инновации на своих собственных программных платформах.

В другом направлении Microsoft предприняла несколько попыток перевести ПК и мобильные устройства с Windows с Intel на ARM, используя мобильные преимущества архитектуры ARM. Но Microsoft не хватает способности Apple решительно перевести всю свою платформу на новую архитектуру чипа, потому что большая часть платформы Microsoft Windows поставляется лицензиатами ПК.

Меньшая часть устройств Windows-on-ARM, поставляемых Microsoft и ее партнерами, просто раскалывает платформу Windows, не предлагая значительной дополнительной ценности. В отличие от Apple, Microsoft также не имеет собственного опыта в области микросхем, просто оставив ее зависимой от Qualcomm, а не от Intel, и объединяя обе архитектуры микросхем точно так же, как поддержка Google ARM и Intel в Android была скорее серьезной проблемой, чем реальной преимущество.

Apple Silicon дает Mac новое платформенное преимущество

При переходе с чипов Intel x86 По сравнению с собственными SoC Apple Silicon компьютеры Mac потеряют часть аппаратной совместимости, которую они получили в 2006 году. Однако с тех пор изменились две вещи.

Во-первых, потребность в запуске Windows резко упала для многих людей, для которых когда-то это было очень важно. Во-вторых, сама Microsoft разработала встроенную возможность запускать Windows на ARM.

Параллельно компьютеры Mac Apple Silicon получат возможность изначально запускать программное обеспечение ARM, разработанное для iOS. Это не только означает, что будет немного проще разрабатывать для iOS на Mac и переносить приложения iOS для работы на Mac, но также и Apple, и сторонним разработчикам будет проще разрабатывать программные инструменты и специализированный код, который использует не только процессоры с архитектурой ARM, но и другие кремниевые движки, разработанные Apple, включая собственный графический процессор Apple, Neural Engine и такие функции, как ускорители машинного обучения AMX.

Для большинства пользователей эти новые преимущества Apple Silicon будут гораздо более ценными, чем запуск x86-версии Windows изначально.

Обратите также внимание на то, что всем этим настраиваемым модулям кремниевых процессоров, каждый из которых настроен на определенные типы операций, всего несколько лет. Благодаря продолжающимся продажам iPhone, iPad и Apple Silicon Mac, будущие разработки Apple Silicon SoC могут адаптироваться для поддержки специализированных новых функций, которые появятся в ближайшем будущем.

Повсюду используя собственные кремниевые конструкции, Apple может не только улучшить Mac, но и быстрее внедрить передовые новые технологии в другие новые продукты, начиная от новых типов носимые к домашним устройствам.

Вместо того, чтобы зацикливаться на базовой архитектуре Intel x86, оптимизированной для обеспечения классического взаимодействия с ПК, Apple может улучшить свои Apple Silicon Mac для создания ноутбуков и настольных компьютеров. машины, которые больше разделяют собственное видение устройств, которые не просто вычисляют, но стирают грань между аппаратным и программным обеспечением в модели Apple Watch и легко интегрируются с другими устройствами в модели Continuity.

T2 Apple Silicon

Apple уже преследовала эти цели, интегрировав большие части существующие чипы A-серии в последние модели Mac посредством T2, который привнес на Mac пользовательские кодеки Apple, контроллеры хранилища и функции безопасности, такие как Secure Enclave.

Сделаем еще один шаг для замены ЦП Intel, его встроенного графического процессора и других функций, которые в настоящее время обрабатываются чипом x86 и вспомогательным оборудованием, разработанным на основе архитектуры Intel x86. , Apple может радикально направить будущие Mac в новом направлении, которое оставит позади стандартные ПК, точно так же, как iPad оставил более простые планшеты Android в пыли, или способ, которым кремний iPhone быстро превзошел то, что даже доступно в телефоне Android.

Пользовательский T2 Apple Silicon уже привнесла в компьютеры Mac Intel отличительные функции, в том числе Touch ID, SideCar, Touch Bar и Hey Siri

За последние десять лет компьютеры Mac все чаще архитектура Intel x86 сдерживала больше, чем выигрывала от ее экономии на масштабе. Сейчас идеальное время для перехода мобильных Mac на гораздо более энергоэффективные, мощные с графической точки зрения и в широком смысле сложные микросхемы обработки изображений и машинного обучения, которые разделяют экономию на масштабе с собственным оборудованием Apple iOS.

Кроме того, Apple получит еще одно важное преимущество: использование передовой технологии производства 5-нанометрового кремния TSMC, которая намного опережает нынешние 10-нанометровые производственные мощности Intel в своем десятом сегменте. поколения Ice Lake x86.

Это также большая потеря для Intel, поскольку Apple представляет собой одного из ее самых ценных и технологически требовательных клиентов. В связи с тем, что Microsoft и другие производители ПК также переносят часть своего производства на альтернативных производителей микросхем, платформа Intel x86 значительно ослабнет эффект масштаба, что также нанесет ущерб каждому производителю ПК, полагающемуся на Intel, чтобы помочь им сохранить паритет. Яблоко.

Напомним, что именно Intel направила усилия в масштабах всей отрасли, чтобы заставить производителей ПК выпускать сверхлегкие ноутбуки, которые могли бы конкурировать с MacBook Air от Apple..

По мере того, как Intel не может помочь конкурентам ПК копировать работу Apple, мы, вероятно, увидим, что Mac опережает массовые ПК в темпе, приближающемся к iPad, выходящему за рамки другие планшеты, или Apple Watch, оставляющие позади другие умные часы, или продвижение iPhone, в то время как телефоны Android сокращают свои амбиции, чтобы вместо этого достичь более низких цен.

Это будет важным событием, потому что ПК под управлением Intel раньше не развивались так быстро, как мобильные устройства. Это также разработка, которая может побудить другие компании пробовать новые подходы, а не просто выпускать более универсальные ПК-боксы, обернутые вокруг платформы Intel и работающие под управлением ОС Microsoft.

Если они не смогут конкурировать, мы, вероятно, увидим новый крупный рост продаж Mac, который принесет более продвинутые, подключенные и широко мощные вычисления для творческих пользователей, предприятий, образовательных учреждений и других сфер, продвигающих аналогичные достижения в области настольных компьютеров, которые мы уже видели в телефонах и планшетах.

И если кто-то еще сможет конкурировать, мы увидим еще более широкие технические достижения, которые еще быстрее приведут к прогрессу.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий