为何苹果为何苹果甘愿冒险自主研发芯片？

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7月4日，据外媒报道，苹果不久前宣布将把Mac上使用的处理器从英特尔芯片迁移到自己的Apple Silicon上，尽管这是意料之中的事，但苹果为何甘愿冒险甚至似乎相当渴望进行这种转型的，仍然值得深究。毫无疑问，切换底层架构是有风险的，无论是硬件还是软件都是如此。这是个充满了无数不确定性的过程，很少有公司敢这样做。

苹果首席执行官蒂姆·库克(Tim Cook)在宣布这一变化时说：“今天，我们宣布Mac将开始向使用我们自己的Apple Silicon过渡。当我们展望未来时，我们设想了许多令人惊叹的新产品，而过渡到我们自己的定制硅芯片将使我们能够将它们变成现实。在苹果，硬件和软件的整合是我们做任何事情的基础，这就是我们的产品如此伟大的原因。而硅是我们硬件的核心，所以拥有世界级的硅芯片设计团队将是游戏规则的改变者。”

图2：苹果公司首席执行官库克介绍Apple Silicon

计算机行业的大多数参与者都选择了一条简单得多的道路，即着眼于兼容性以进行更具进步性的升级。除了苹果之外，其他台式机和笔记本电脑基本上仍然运行在对英特尔x86架构和微软操作系统的改进之上，而这些架构和系统最早曾于1981年应用在IBM PC上。

通往Windows的道路包括在DOS之上构建，然后整合它，而不是取代它。最成功的Windows版本往往都是人们最熟悉、最稳定的版本。而当转向64位处理器的时候，取得成功的也是x86架构的扩展(由AMD首创)，而不是进行彻底的改变。在市场上的大多数PC上，我们仍然可以打开DOS系统并运行1981年为IBM PC设计的VisiCalc版本。

要想摆脱这些，你要冒着巨大的风险。正如库克指出的那样，苹果在过去三次承担了这种风险，即分别在向PowerPC、OSX和英特尔处理器的过渡中。因此，看看这些过渡，看看哪些是正确的，哪些是错误的，这将具有重要的启发意义。

苹果Mac处理器的第一次转型是在20世纪90年代初，从最初为Macintoshes提供动力的摩托罗拉CPU过渡到PowerPC。当时，就像现在一样，英特尔的芯片主导了个人电脑领域，以至于摩托罗拉自主研发的、基于68000的芯片很难成功。

与此同时，IBM对有如此多的“Wintel”克隆运行其软件的想法感到不安。因此，IBM在1991年创建了苹果-IBM-摩托罗拉联盟，也就是众所周知的AIM，并推动了PowerPC的诞生，它于1994年首次发货。当时的想法是，这将超过英特尔。不过，这总是有争议的，尽管你可以在某段特定时间内找到各自占优的时刻。

但对AIM来说，跟上英特尔的工艺流程变得越来越困难。由于IBM的PowerPC在主流市场上从未取得太大成功，为此设计和制造芯片的成本不得不分摊到比英特尔小得多的数量上。其结果是一系列机器比同等的英特尔机器更贵，但功能更弱，以至于这几乎扼杀了苹果。

当联合创始人史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)在2005年宣布苹果将转向英特尔处理器时，每个人都承认这是理所当然的。如今，PowerPC的遗产仍然存在于某些IBM处理器和Freescale(从摩托罗拉剥离出来的芯片公司)的嵌入式处理器中。

苹果Mac处理器的第二次过渡是从MacOS到OS X(最近又被重新命名为MacOS)转型。

最初的Mac OS基本上从1984年推出Macintosh后持续到1999年Mac OS 9。但事情并没有那么简单。在Mac OS 5之后，很明显苹果需要些更现代化的东西，就像最初的DOS操作系统最终被Windows NT内核取代一样。苹果开始开发名为Pink的操作系统，1992年，该操作系统被并入另一家苹果/IBM合资企业Tilient，后来惠普也加入了其中。

这是一个更大的失败，因为没有人能真正就操作系统应该是什么样子达成一致，所以也已失败告终。最终，它成为IBM Workplace OS的基础，而该操作系统甚至从未得到主流推荐。当这次尝试失败时，苹果更新了现有的Mac OS(最终是System 7)，并开始开发另一个雄心勃勃的操作系统，名为Copeland，但它也从未上市。

事实上，在20世纪90年代中期，苹果就在考虑各种选择，包括备受好评、专注于多媒体的BeOS，然后在1997年决定收购NeXT，这笔交易将乔布斯带回了苹果。NeXT创建了一台机器，更重要的是，基于Mach内核和Unix实现创建了名为Next Step的操作系统。这最终包括了基于Objective C的面向对象框架。

苹果最初的计划是在Mac OS的基础上开发全新的操作系统来运行。但考虑到苹果的新操作系统计划一开始就失败了，许多开发者对此表示怀疑。因此，在乔布斯再次成为CEO后，苹果决定将Mac OS和下一代OS的元素结合起来，部分是通过使用名为Carbon的工具实现的，使Mac OS应用程序在新OS上运行变得更容易。这导致了2001年的Mac OS X诞生，这是个基于Unix的操作系统，仍然可以运行旧的Mac OS应用程序。

自那以后，Mac OS X进行了升级，并重新命名为Mac OS。它停留在“版本10”很长一段时间，基本的设计元素保持稳定，即使操作系统增加了新的功能。经过一些重大的设计变化，MacOS“Big Sur”也于上周发布，这是第一个被贴上“版本11”标签的新操作系统版本。

所有与Mac OS X推出断断续续的相关行动都表明了这样一个重大变化带来的风险。苹果在Pink、Talient和Copeland上的失败让它失去了很多开发者的支持。但归根结底，这是值得的，它为Macintosh提供了一个现代操作系统，与苹果将用来继续收取溢价的差异化操作系统一样。

苹果Mac处理器的第三次过渡是从PowerPC转向英特尔。苹果在2005年6月宣布采用英特尔处理器，并于2006年底完成过渡。

当时，PowerPC联盟陷入了困境。虽然与IBM的联盟仍在开发非常有竞争力的台式机芯片，如PowerPC G5，但它并没有为笔记本电脑提供具有竞争力的芯片，而笔记本电脑的市场份额正在变得更大。

乔布斯当时表示：“苹果只是不知道如何用PowerPC制造我们未来想要交付的、令人惊叹的电脑。”他特别谈到了原始性能和更高的能效（即每瓦的性能），这是制造更薄、更小笔记本电脑所必需的。苹果表示，自从完成Mac OS X的创建以来，该公司实际上一直在致力于这种过渡。

在这次过渡之后的几年里，苹果在OSX中包含了一项名为Rosetta的技术，它可以将PowerPC应用程序转换为英特尔应用程序。2011年，苹果在Mac OS X的“Lion”版中将其作为操作系统的一部分。

第一款基于英特尔的Macintoshes于2006年1月发布，到那年年底，该系列中的所有型号都已更新为基于英特尔技术的版本。苹果在2009年发布“Snow Leopard”版本之前，也一直支持PowerPC升级到OS X。15年来，英特尔处理器总体上为苹果提供了良好的服务。

那么，苹果现在为何又要再次转型？在某些方面，这可以追溯到英特尔决定不为iPhone提供芯片，以及苹果随后决定自己制造芯片的年代。

与此同时，英特尔的大部分芯片仍采用14纳米制程工艺，而苹果使用的芯片代工企业台积电(TSMC)现在正在制造7纳米芯片，并在今年晚些时候转向5纳米工艺。公平地说，英特尔确实有些10纳米工艺芯片，大致相当于台积电的7纳米工艺，但相当令人惊讶的是，英特尔在2014年推出首批14纳米芯片时，几乎领先台积电两年。

图3：苹果硬件技术高级副总裁约翰尼·斯劳吉

在最新发布会上，苹果硬件技术高级副总裁约翰尼·斯劳吉（Johny Srouji）说，十年来，苹果始终在构建“为苹果产品定制的可扩展架构”，重点是性能功耗比。他说，在过去10年里，CPU的性能提高了100倍以上(从2010年的A4提高到A13)。而在iPad上，图形性能提高了1000倍。他还说，包括iPhone、iPad和Apple Watch在内，苹果已经售出了超过20亿个SoC(片上系统，即现代处理器)。

这给了苹果以高性价比大规模生产独特处理器的能力，这在PowerPC时代是不可想象的。此外，苹果正在委托台积电生产这些芯片，采用的是尖端工艺，可以说比英特尔领先了几年。时代已经变得多么的不同了。

图4：SoC功能

斯劳吉表示，苹果正在开发一系列专门针对Mac的SoC。他说：“我们的计划是让Mac有更高的性能，同时又消耗更少的电力。“他说，这已经是非常充分的理由，更不用说苹果的可伸缩架构还包括其他东西，如高级电源管理、安全飞地(出于隐私和安全考虑)、高性能GPU、用于机器学习的神经引擎和图像处理引擎等。但斯劳吉也称，苹果的关键优势是“我们的硅芯片和软件的紧密结合”。

当然，直到最终的软件发布，我们才能真正知道这一切有多好，我们可以真正对其进行测试。与此同时，PCMag运行了一些基准测试，将英特尔与苹果目前的处理器进行了比较，得到了一些相当不错的结果。

图5：针对过渡的开发工具

在软件方面，苹果软件工程高级副总裁克雷格·费德里吉(Craig Federighi)表示，MacOS新的Big Sur版本中内置的技术“将使消费者和开发者顺利、无缝地过渡到Apple silicon”。他说，大多数使用苹果Xcode库的开发者将能够在“几天内”启动并运行他们的代码。然后，他们可以将这些代码与Universal 2一起分发，这使得他们可以创建同时支持英特尔和新处理器的单一应用程序(二进制)。

费德里吉说，苹果的所有应用程序，包括Mac Pro应用程序，都将是Apple silicon的原生应用程序，微软和Adobe都在移植他们的应用程序的道路上走得很远。演示包括微软Word、Excel和PowerPoint，Adobe Lightroom和Photoshop，以及苹果的Final Cut Pro，所有这些应用都运行在基于当前iPad Pro使用的A12Z芯片开发系统上。

对于那些在Apple发布系统后没有立即生成本地应用程序的开发者，苹果提供了Rosetta 2，它可以在安装时转换现有的应用程序，甚至可以为使用Java等即时编译器的软件动态翻译。苹果展示了《Maya》和《Tomb Raider》的版本，两者都在新的Rosetta下运行。

它还将支持虚拟化，允许你在MacOS Big Sur(主要由软件开发者使用的功能)上运行其他操作系统，但不支持BootCamp，这是苹果的一个程序，可以让你在Windows上启动Macintosh。目前还不清楚你将如何获得Windows，因为微软只将Windows授权给系统制造商，而不是个人。尽管如此，Parallels等第三方开发商仍在努力寻找替代方案。

因为它运行的是iPhone和iPad中使用的硅芯片变体，所以新的Mac应该能够运行所有这些应用程序。

费德里吉宣布，苹果已经启动了一个面向开发者的快速入门计划，包括一款开发者过渡工具包机器，它使用的是Mac迷你机箱，配备Apple A12Z SoC、16 GB内存、512 GB固态硬盘，以及MacOS Big Sur开发者测试版和Xcode工具，现在都可以使用了。库克说，第一批使用Apple silicon的消费者系统应该会在今年年底推出，并表示向所有Apple silicon产品的过渡应该需要大约两年的时间。尽管在此期间，苹果仍将推出新的英特尔机器，并在“未来几年”支持英特尔的MacOS。

库克说：“我们对Mac的愿景一直是拥抱突破性的创新，并勇于做出大胆的改变。每次我们这样做，Mac都会变得更强大、更有能力，我从未像今天这样对Mac的未来充满信心。”

当然，这可能要到几年后我们才能知道结果。苹果似乎很有可能成功地将其开发者转移到新平台上，但新的MacBooks是否能像基于英特尔或基于AMD架构的笔记本电脑一样快或更快，或者在很长一段时间内像英特尔或AMD笔记本电脑那样节能，这仍是个悬而未决的问题。考虑到苹果对Mac的依赖远不及之前采取过渡行动时的水平，虽然此举仍有风险，但该公司承担得起失败的代价。

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