Arm嵌入式芯片为什么对苹果Mac来说如此重要

（文章来源：半导体行业观察）

最近关于苹果Mac要转用ARM处理器的消息不胫而走。许多人都希望Apple在其Mac系列产品中迁移到自己的处理器。随着对ARM过渡的清晰认识开始出现，人们可能仍然想知道这意味着什么。苹果从英特尔转向ARM是什么意思？至关重要的是，是什么使这种过渡对Mac的未来如此重要？

总体而言，苹果从Mac上的Intel处理器转移到其他方面，与ARM无关，而更多地与Apple对其计算命运的控制力更大有关。ARM Holdings是一家英国公司，负责设计和创建自己的CPU和其他芯片组。尽管ARM芯片为各种设备（例如Acorn Archimedes）供电的悠久历史，但如今，该公司及其大多数被许可方设计的芯片已在全球嵌入式系统中找到。

但是，除了创建自己的芯片外，ARM还许可其指令集体系结构（指令集体系结构本质上是告诉芯片如何在特定处理器或处理器类型上执行代码的要素）。这意味着公司购买了许可，允许他们构建实现ARM指令集的自定义处理器内核，而不是自己购买或修改ARM处理器。

这就是Apple使用其A系列片上系统的方式，而此处的区别至关重要。苹果公司设计了自己的CPU和实现ARM指令集的CPU内核。该公司的工作完全是定制的，而不是重新包装ARM处理器。从理论上讲，Apple可以许可x86（英特尔和AMD处理器中使用的指令集体系结构），并以此方式构建定制的台式机和笔记本电脑芯片，但是该团队目前精通ARM，并且使用ARM指令集制造的芯片众所周知。与x86相比，它们的功耗更低。

这完全是说“ ARM过渡”虽然方便快捷，但并不能完全描述我们对即将推出的Mac电脑的期望。我们希望像iPhone，iPad和Apple TV中的A系列芯片一样，Apple的Mac处理器将完全定制。当我们谈论苹果公司的定制设计芯片时，通常使用诸如“ A13处理器”或“ A13 CPU”之类的短语，但是这种术语并不精确。苹果的定制芯片虽然肯定由中央处理器CPU主导，但不仅仅是单个处理器。它们是运行大多数计算机所需的必要组件的集合。

A系列片上系统由处理器，内存和图形处理单元组成，它们都在一个裸片上。诸如存储，电池，用于蓝牙和Wi-Fi的无线电等组件，以及更多组件都位于片上系统外部。片上系统由于其紧凑的特性而非常适合移动设备。与分离的系统相比，它还需要更少的总体功耗。但是，在诸如笔记本电脑之类的系统上，片上系统方法并不是常见的处理方法。取而代之的是，处理器，内存和GPU通常在逻辑板上都有各自独立的位置。

由于苹果的芯片设计团队不遗余力地创建了小型的，包含在内的系统，例如A系列和S系列，我们不得不怀疑这是否会延续到Mac中。似乎不太可能。毕竟，笔记本电脑和台式机上的RAM都比智能手机上的内存拥有更多的可用电量，因此苹果可能希望在Mac芯片中利用这一优势。

此外，最近的一份报告表明，苹果公司目前正在使用基于尚未发布的A14芯片的芯片，预计该芯片将在2020年晚些时候推出的新系列iPhone中使用。据推测，这些芯片具有8种高性能内核和四个高效内核，总共12个内核。相比之下，Apple A12X和A12Z在苹果片上系统中拥有八个内核，其中四个高性能内核和四个高效内核拥有最多的内核数。

鉴于在iPhone 11系列中发现的A13具有六个核心（两个高性能，四个高效率），在彭博社的报告中，“基于”一词似乎很重要。我们将在秋季看到的A14可能会从据说正在测试Mac的12核版本降低。我敢猜测Mac芯片是A14的更强大的变体，就像iPad Pro系列中的X-variant一样（A12是六核芯片，A12X和A12Z是八核芯片） ）。但是它们都可能基于相同的ARM指令集。

苹果切换到自己的基于ARM的处理器的主要原因之一是功耗。人们普遍认为，苹果的芯片比英特尔的芯片具有更高的能效，而且这种结果仍然存在。尽管苹果公司声称其最新的MacBook Air和MacBook Pro的电池续航时间为11到12个小时，但现实生活中的续航时间通常比实际使用时间要短（根据许多第三方商店的说法，这通常为6到8个小时） 。

同时，在iPad Pro上，我通常处于Apple宣称的每天使用10小时的电池续航时间的范围内。如果我做类似玩资源密集型游戏的事情，这可能会有所不同，但是我看到的最大差异通常最多比预期少一个小时左右，而且这是在使用频繁的日子。这足以让我度过一个完整的工作日。那么，为什么苹果的芯片在功耗上似乎比英特尔的芯片更一致？嗯，这完全归因于苹果公司将完全实现这一转变：苹果公司对自己的芯片的性能有更好的了解。当苹果拥有整个堆栈（包括硬件和软件）时，它可以以极高的特异性优化所有内容。

因为那才是真正的目的。没关系，2018年和2020年的iPad Pro在单核性能基准测试中均与2020年的MacBook Air匹配（并且绝对在多核中击败了它），或者在16英寸的Intel Core i9上都可以使用MacBook Pro也采用单核。我的意思是，这些事情确实很重要，但它们次于苹果将英特尔从英特尔转移到自己的处理器这一更大的理由。

苹果是渴望控制权的公司。与过去不同，它在客户如何使用其设备方面肯定比过去更加灵活。但是，在实际制造这些设备时，Apple希望拥有从硬件到软件的尽可能多的生产堆栈。由于处理器是Apple制造的所有硬件的重要组成部分，因此，苹果应该制造为Mac供电的芯片，而不是继续使用Intel或改用AMD的想法更加有意义。

尽管AMD在台式机和最近的笔记本电脑芯片中已经取得了令人印象深刻的结果，但苹果不太可能改用它们，而不是按照自己的方式行事。苹果为何会与另一家第三方芯片制造商达成协议，从苹果的角度来看，我不可避免地会让他们失望？正如英特尔合作伙伴关系所证明的那样，美好时光不会永远持续下去，AMD不可能幸免于困扰英特尔的问题。

在Mac上使用自己的处理器可以为Apple提供的功能与在iPhone，iPad和Apple Watch上具有的功能相同：对硬件和软件的完全控制。苹果的芯片设计团队已经遭受打击了很多年，但即使他们最终也会放慢脚步，在逐步改进之后发布逐步改进（他们已经这样做了-你好A12Z）。但是即使这样做，苹果公司也将确切知道何时推出新芯片，并计划围绕它们的产品发布。它还将能够更一致地向Mac发布更新。

这样，苹果公司在制造芯片上学到的一切，性能，电源管理，创建新工艺以及所有其他方面的一切都将最终使Mac系列受益。希望苹果公司将从制造Mac芯片中学到的所有知识，再将其带回其移动设备。因此，对于苹果公司而言，本质上与ARM无关。那可能是芯片团队擅长的技术，但这并不是此举的主要因素。这些都是苹果制造的处理器。苹果最终可能会按自己的计划生产所有产品。
     （责任编辑：fqj）