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为了USB 4,苹果放弃了最后一颗英特尔芯片

E4Life 来源:厂商供稿 作者:周凯扬 2022-07-28 08:00 次阅读
自苹果在Mac系列上从英特尔的x86平台,转向自研的M系列ARM架构芯片后,不只是英特尔,过去负责Mac独立GPUAMD也与苹果再无来往了。虽然对于x86的市场份额影响不大,但对这两家x86大厂来说,还是损失了一笔不小的营收。尽管明面上再无合作,但苹果为了支持雷电协议接口,还是在机身内部用到了英特尔的芯片。

USB 4保持一致,雷电4却降级成了雷电3

我们从近期发布的M2 Macbook Air和Macbook Pro中可以看到,苹果在这两款机型以及早前发布的14/16英寸Macbook Pro和Mac Studio上,都采用了USB 4接口,足见苹果打算从低中高三大定位的产品上全部拥抱这一新标准了。

不过苹果在参数这块一向鸡贼,这次在USB接口上也有所体现。在M1 Pro、M1 Max和M1 Ultra的产品线中,苹果给出的USB接口是直接用雷电4来形容的,同时也支持最高速率40Gb/s的USB 4。然而在最新的M2产品上,苹果换了一个说辞,变成了雷电/USB 4接口,但这里支持的可不是雷电4,而是雷电3。

M2系列Mac的雷电3/USB 4接口 / 苹果

虽然两者最高速率相同,但在一些方面还是存在差距的,对Mac生态来说,主要就体现在外接显示器的个数上,雷电4接口的Mac支持两台以上的6K 60Hz显示器输出,而雷电3接口的Mac最多只能支持到一台。此外,在连接雷电规格的存储设备时,雷电4的最低速度要求比雷电3提高了一倍。

其实这样的雷电3配置早在搭载基础版M1芯片的Mac产品上就是如此了,并没有什么值得大惊小怪的,毕竟苹果以产品定位来阉割功能的操作大家都已经司空见惯了。但这一次从雷电4转向雷电3,却暴露了苹果终于打算在芯片上与英特尔一刀两断了。

再见英特尔?

随着M2芯片Macbook的正式发售,相关的拆解自然也就一同冒了出来。iFixit在拆解M2芯片的Macbook时发现,苹果沿用了一整个M1系列的两颗英特尔雷电4 Retimer芯片JHL8040R,被换成了两颗定制USB 4 Retimer芯片U09PY3,这也意味着苹果Mac新产品线上最后一颗英特尔芯片也就此消失了。

M1系列Mac上的英特尔JHL8040R芯片 / eGPU.io

Retimer芯片主要用来提高从CPU走向接口的高速信号质量,由于USB 4主机设备强制要求Retimer芯片,苹果此前用到的英特尔雷电4 Retimer由于已经兼容了USB 4,所以也就继续用了下来。不过为何搭载JHL8040R Retimer的芯片既有雷电3,也有雷电4,这可能与苹果自己的设计有关。

与英特尔11代之后的移动端处理器一样,苹果的M系列芯片也选择了集成雷电控制器,而不像桌面处理器、数据线等雷电主机/设备一样,用到英特尔自己的JHL8X40系列雷电4控制器。苹果可能在集成的雷电控制器上做了一些改动,才导致同样的retimer芯片出现了接口规格不同的差距。

至于为何新的U09PY3芯片也仅仅支持雷电3,就不得而知了,笔者只能在此给出自己的猜测。USB 4是兼容雷电3的,这也是英特尔将雷电3标准贡献给USB-IF组织并取消专利费用后的结果,但与此同时雷电4的认证,目前看来还是牢牢掌握在英特尔手中的。

毕竟英特尔自己的雷电控制器才是拥有完整生态的雷电4,譬如基于VT-d架构的DMA保护,对外接显卡的支持等等,而这些都是苹果M系列的雷电接口不支持的特性。所以U09PY3芯片与市面上其他USB 4 Retimer芯片一样,可能定位都还是在USB 4上,如果要单独推出雷电4的Retimer芯片,才会去走英特尔的认证。

USB 4 Retimer芯片布局已经开始

除了上面提到的英特尔JHL8040R,以及苹果定制的未知厂商芯片U09PY3,还有一些厂商开始了USB 4 Retimer芯片的布局,打破英特尔一家垄断的情况,进军之后的主机、笔记本、手机以及数据线市场。

比如部分搭载了AMD 锐龙6000 Rembrandt APU 的笔记本电脑就开始支持USB 4,他们用上了来自瑞典初创公司Kandou的USB 4 Retimer芯片Matterhorn系列。Matterhorn支持USB 4 Gen2和Gen3的信号(分别为20和40Gbps),DP 1.4和雷电3/2,目前有KB8001(4x4mm FCCSP)和KB8002(5x5mm FCCSP)两个不同封装大小的版本。

今年年初,Kandou就宣布已经为Matterhorn找好了晶圆代工和封测,并从去年12月正式开始量产了,力求满足2022年客户的需求。依照Kandou的说法,Matterhorn是市面上唯一供应的支持全SoC平台的USB 4 retimer,已经在全球前六的5家PC OEM中获得了使用。

PS8830 / 谱瑞科技

谱瑞科技也推出了PS8830这一同时支持USB 4、DP2.0和雷电3的Retimer芯片,选用了6x6mm BGA封装。考虑到支持了最新的DP2.0,对于支持这一标准的OEM厂商来说可以减少开发成本和时间。不过该产品的最新消息是已经开始送样,是否已经量产出货仍然未知。

除了以上两家之外,新唐科技也有对应的USB 4 Retimer产品,比如用于线缆等设备端的USB 4 Retimer芯片KM864742,同样支持DP和雷电协议。除了设备端以外,新唐科技似乎也在准备主机端的USB 4 Retimer芯片。

对于这些Retimer芯片设计厂商来说,目前最大的市场可能还是在AMD平台上,尤其是未来几年的AMD笔记本产品,英特尔毕竟还是会坚守自己的主控和Retimer方案,苹果也同样选择了定制方案。至于除苹果外的ARM芯片什么时候能够支持USB 4,尤其是面向手机和平板的SoC,就看ARM这块后续的控制器和Retimer如何发展了。

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