今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構?

管理員
站方人員
發表於:2020-10-16 12:18
【此文章來自:Mashdigi】
 

為了更高軟硬體整合效益

蘋果在今年首度以線上形式舉辦的年度開發者大會 WWDC 2020 宣布,最快在今年底將原本採用 Intel 處理器設計的 Mac 系列機種,全數更換為以 Arm 架構打造的 Apple Silicon 處理器,蘋果圖的是什麼?

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 1


 

相關連結:

觀點/花費多年將 Mac 改為 Arm 架構,蘋果能否創造全新發展模式?

 

最大終極目標:讓旗下產品有更高自主性、一致性

從 iPhone 機種發展歷程來看,蘋果從初期採用三星提供處理器,到後來收購 P.A Semi 團隊擴展自行研發處理器能力,並且在 iPhone 4 開始採用第一款自製處理器 A4,甚至在 2017 年推出的 iPhone 8 系列、iPhone X 所採用 A11 Bionic,正式導入自主設計的 GPU,不再使用過去長期合作的 Imagination Technologies 旗下 PowerVR GPU,讓蘋果在處理器設計有更大自主性,同時也與 iOS 作業系統有更高整合性。

在處理器設計有更大自主性,意味蘋果在處理器設計將能依照產品規劃打造更合適規格,並且與作業系統有更高整合與相容性,意味在執行效能與電力損耗控制效率可以有更好表現,不會為了考量他人提供硬體規格遷就軟體設計,導致影響產品整體運作表現。

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 2


另一方面,在軟硬體整合有更高自主性,意味蘋果更容易掌握軟體及硬體之間漏洞問題,而不會因為他人提供產品出現問題,造成旗下產品漏洞問題難以修復。

當然,從現有 Intel 處理器採用的 x86 架構設計,移轉到 Arm 架構設計,帶來的好處還包含更加節電效率,以及能將 iPhone、iPad 等裝置使用體驗移轉,同時也能讓 iOS 平台 app 更無縫地與 macOS 平台 app 連動,對於蘋果近年持續推動跨裝置間使用體驗,將能帶來更大推力。

同時更大的好處,則是讓新款 Mac 裝置可以變得更加輕薄、容易攜帶,甚至也能對應更長使用時間,甚至可以導入原本在 iPhone 上的使用體驗,例如常時連網、更豐富的 app 內容等。

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 3

 

換成 Arm 架構會有問題嗎?

雖然蘋果在過往推出的 A 系列處理器,經常把效能比做高效能款 PC,甚至也標榜 iPhone 目前採用處理器所對應遊戲執行效能,已經遠超過家用電玩主機,但這樣的說法依然引來不少質疑。

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 4


實際上,以 Arm 架構近年來的發展,確實在 CPU 效能運算有明顯提昇,甚至也開始導入人工智慧技術應用,結合 CPU、GPU 及 DSP 等運算資源產生更高指令執行效率,甚至諸如華為、Qualcomm、三星,以及蘋果也開始在處理器設計導入獨立運算元件,藉此協助執行特定運算需求,並且讓處理器能保留更大運算效能。

例如,在拍照時候透過人工智慧運算模式識別拍攝場景,並且透過處理器效能完成拍攝時的圖像運算,並且在後續交由協同處理器完成編碼壓縮等處理流程,如此即可加快整個拍攝效率,讓使用者能更快接續拍攝下一張影像。

雖然 Intel 目前也開始在處理器內採用 DL Boost 技術,讓處理器也能對應人工智慧運算,但相較更早布局此應用的 Arm 架構處理器,顯然腳步稍微慢了一些。

加上目前有更多運算應用是從手機等裝置移轉到 PC,因此當蘋果決定在 Mac 系列裝置換上 Arm 架構,加上先前布局已久 Catalyst 項目,更讓開發者能輕易地將原本在 iOS 平台 app 移轉到 macOS 平台,因此在整體整合性、相容度會比使用 Intel 處理器更高。

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 5


此外,蘋果在今年 WWDC 2020 也宣布釋出新版 Rosetta 2 轉譯工具,使開發者能輕易將原本針對 x86 架構設計 app 轉換為相容 Arm 架構版本,同時也提供新版 Universal 2 開發工具,讓開發者能同時編譯對應 x86 架構與 Arm 架構版本的 app 內容,藉此協助開發者設計內容能無縫從既有 x86 架構過渡至 Arm 架構。

而解決軟體相容與可使用數量問題,顯然就只剩下效能是否符合需求,以及能否應用在輕薄機身內的問題。

從效能層面來看,包含 NVIDIA 打造的車用超級電腦處理器,以及 Ampere 打造的伺服器處理器,都是採用 Arm 架構設計,因此在效能表現方面顯然不是太大問題,但能否放進更符合市場預期的輕薄機身設計,可能會是較大挑戰。

但以 Mac 裝置產品定位來看,蘋果並非需要打造超級電腦,因此以先前應用在新款 iPad Pro 的 A12Z Bionic 處理器效能表現,已經可以套用在 Mac mini 內作為開發平台工具,甚至也支援使用 16GB 記憶體情況來看,顯示蘋果以 Arm 架構打造處理器已經可以對應一般 PC 使用需求,同時記憶體定址能力也可能仿照 Qualcomm 與 Arm 合作打造的 Snapdragon 8cx 處理器,比擬 x86 架構處理器能以雙通道模式對應更快資料存取效率,同時也能讓 Arm 架構使用更高容量記憶體資源。

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 6


若再搭配蘋果自行研發 GPU、NPU 運算資源,顯然蘋果以 Arm 架構打造的 Apple Silicon 處理器,將能對應原本 Mac 裝置運算需求。

至於原本藉由 Boot Camp 或透過 Parallels Desktop 第三方軟體,在 Mac 裝置上建構 Windows 作業系統環境的使用需求,目前 Parallels 也確定將與蘋果深入合作,讓 Arm 架構 Mac 也能繼續使用 Parallels Desktop,並且維持既有 Windows 作業系統使用體驗。

 

真的沒有問題嗎?

當然,事情顯然沒有絕對,相容問題也不見得能 100% 解決。

過去從 IBM 的 PowerPC 架構移轉到 x86 架構時,蘋果其實也以類似作法讓開發者將過往 app 移轉到新平台使用,但依然會有執行效率與相容表現問題,因此從 x86 架構移轉到 Arm 架構,預期也會有相同情況。

即便蘋果準備萬全準備,讓開發者能輕易從原先的 x86 架構移轉到 Arm 架構,甚至讓原本著重在 iOS 平台發展的開發者也能擴展 macOS 平台布局,但最終還是取決於開發者是否願意接受。

因此從 Intel 處理器移轉至 Apple Silicon 處理器的過程裡,預期會出現部分 app 無法相容執行情況,其中有可能就是開發者不再更新 app,或是發現即使轉換後仍有相容使用問題。

但是藉由 Catalyst 項目持續推廣,預期會有更多原本僅在 iOS 平台提供使用的 app,將會逐漸對應 macOS 平台使用,同時也將扭轉過往認為 Mac 裝置甚少有遊戲內容的刻板印象。

不過,扣除 app 內容相容使用問題,蘋果將 Mac 裝置改為 Arm 架構設計,其實還面臨本身參與推廣的 Thunderbolt 4 連接埠,以及近年來與 AMD 合作顯示卡是否能繼續相容。

在先前說法裡,蘋果表示將會繼續讓新款 Mac 支援 Thunderbolt 4,同時先前以 Intel 提出設計規範也未特別限制 Thunderbolt 4 僅能用於 Intel 處理器,甚至後來也將 Thunderbolt 4 連接埠設計予以開源,意味將使更多裝置可以使用 Thunderbolt 4 連接埠,對應更高數據傳輸速率與高瓦數供電使用特性,因此未來有可能看見更多裝置都會導入 Thunderbolt 4 連接埠。

而在與 AMD 合作部分,目前不少看法認為蘋果日後將會全面採用自有 GPU 設計,進而結束與 AMD 合作關係,但從蘋果仍會有一段轉換過渡期來看,短時間內依然會維持與 AMD 合作。至於 AMD 未來是否會重新殺出生路繼續與蘋果合作,或許就要看本身與三星之間的合作發展而定。

 

競爭對手怎麼做?

雖然蘋果轉向使用 Arm 架構處理器很早就有風聲,但實際上微軟在 2012 年就已經推出採用 Arm 架構設計的 Surface RT,當時更搭載對應 Arm 架構的 Windows RT 作業系統,只是最終因為支援軟體數量不足,最終默默退出市場。

不過,微軟在後續與 Arm 合作常時連網筆電產品,更進一步與 Qualcomm 打造可原生對應 Windows 10 作業系統與應用軟體,並且搭載 Snapdragon 835 處理器的筆電裝置,甚至後期更由 Qualcomm 推出導入支援記憶體雙通道架構的 Snapdragon 8cx 處理器,讓更多 Arm 架構筆電可以原生相容 Windows 10 環境,並且以模擬相容方式支援絕大多數的 x86 架構軟體。

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 7


但是相比蘋果的作法,微軟雖然獲得 HP、Dell、華碩、三星、聯想等 OEM 業者支持,分別打造採用 Qualcomm 處理器與 Windows 10 作業系統的常時連網筆電,卻依然受限於軟體內容主要還是針對傳統筆電打造,因此即便筆電具備常時連網、長時間待機使用,以及更快速啟動與輕薄使用等特性,使用者依然傾向使用目前同樣對應輕薄、長時間使用,甚至價位更低的 x86 架構處理器筆電。

而類似情況,或許也會發生在蘋果身上,因此就看蘋果接下來如何在軟硬體整合,以及使用情境規劃做調整,否則換成 Arm 架構處理器的 Mac 裝置,或許只是換來更節電、更輕薄的設計優點。

今年底推出首款 Apple Silicon 處理器應用產品,蘋果為什麼把 Mac 換成 Arm 架構? - 8

 
SAMSUNG A51
2020-10-16 13:14
2 樓
很詳盡的一篇 APPLE 整合度高對使用者會加速依賴
廚師Wei
2020-10-16 13:21
3 樓
系統跟處理器都自己做,就沒有相容的問題發生..
憲仔QQ
2020-10-16 13:48
4 樓
蘋果換架構就是做好評估~就節電、更輕薄的設計~
energie1221
2020-10-16 13:48
5 樓
雖然說了那麼多 也相信都是真的 但應該也能省很多成本吧 就是利潤應該更多了
山姆大書
2020-10-16 15:01
6 樓
說穿了, 就是要漲價了!!!
就看看端出什麼菜了...
猩爺
2020-10-16 15:20
7 樓
好專業的一篇文章,一般使用者可以看得懂嗎?
汪漢均
2020-10-16 16:44
8 樓
真的很專業的文章
我都看不是很懂呢
從 iPhone 發送
chiu
2020-10-17 01:25
9 樓
正搭載新的處理器第一價格就是變貴
功能性也是要等推出後 看到評測文再說
蘋果的產品好像推出幾乎都很賣
幾乎在貴還是很賣
n124482391
2020-10-17 03:43
10 樓
使用 Arm 的 Mac 裝置,能更加節電且更輕薄,光這兩點就可以當主打重點囉,但軟硬體的整合也是非常重要的,相信強大的蘋果ㄧ定會整合的很好,不然也不敢全然更換,讓我們拭目以待吧。
更多推薦文章