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沒有任何硬件新品登場的WWDC20,卻可能對蘋果至少未來十年的發展造成深遠影響,原因便在于此次活動正式放出了Mac系列個人電腦產品轉向ARM架構的消息,而且將采用蘋果自研的Apple Silicon芯片,與iPhone、Apple Watch等移動設備保持一致。
在外界的認知中,ARM架構更適合MacBook,低功耗高性能特性可以幫助蘋果生產出更輕薄、性能更強、不用擔心散熱效率的筆記本產品,擁有更強的便攜使用體驗。然而根據最新爆料,蘋果的臺式電腦產品iMac也會緊跟MacBook,在明年就轉移到ARM架構。
根據蘋果的公告,Mac產品線全部轉移到新架構上的周期是兩年,那么現階段看起來和ARM架構關系不大的iMac,為什么有機會這么快在一年內就更換架構?蘋果如此“激進”的自信又從哪來?
這一次的消息源,是塑造了產業鏈相關人士形象的微博賬號“手機晶片達人”,曾有過臺積電新工藝進展、蘋果高通等廠商新款芯片等信息爆料。雖然有一定的準確性,但其爆料缺乏多個信源交叉驗證且出現過錯誤等問題,因此不能當成完全真實的信息。
他爆料稱,明年(2021年)蘋果將推出采用Apple Silicon CPU的iMac臺式一體機電腦,有機會搭載同樣由蘋果研發的顯卡芯片(GPU),而且CPU和GPU都有望使用臺積電5nm工藝生產。
根據此前的消息,臺積電已經實現了5nm工藝量產,蘋果作為重要客戶使用臺積電先進工藝的可信度不低。傳聞稱,iPhone 12系列搭載的Apple A14芯片就將使用5nm工藝生產,使用同樣的制程工藝,或許意味著Apple Silicon與A14存在共同點,而且很快會正式面世。
Apple A系列芯片一直包含CPU和GPU,并且有著明顯領先同時期移動平臺的圖形計算能力,使得蘋果在新款Mac使用自家GPU的消息具有一定可能性。但問題在于,蘋果能否為消費者提供性能打平甚至是超過同級別英偉達/AMD顯卡的產品。
郭明錤認為,未來一年內會面世的Apple Silicon電腦都會是Macbook,從尺寸最小定位最低的MacBook Air,一直覆蓋到尺寸最大性能也應是最強的16英寸MacBook Pro。這對于移動平臺來說夠用,A12Z芯片已具備高于英特爾Iris Plus集顯的性能。
但iMac是臺式機,最新款iMac Pro 5K的Metal圖形跑分成績是6萬分,A12Z還僅僅是1萬分出頭。如果蘋果真的在搭載Apple Silicon的iMac中使用了自研GPU,很可能意味著蘋果不只是增加核心數量,還實現了在架構上大幅改進的圖形性能突破。
蘋果為轉向ARM架構、全面使用自研芯片可能所做的準備,讓雷科技對離開x86架構后的Mac產品有了更多信心。Mac mini和iMac規格相近,以蘋果A系列芯片的進步幅度來看無需過多擔心,然而定位最高面向專業消費者的Mac Pro,必須要具備不輸于舊款的硬件規格。
要是把下一代iMac可能搭載的Apple Silicon的性能套用到Mac Pro上,那完全是不夠看。蘋果之所以會給自己定下兩年的Mac全產品升級期限,有可能就是考慮到了最高端產品線的性能需求,將芯片設計生產進步周期也算在其中。待到兩年之后,我們就能見分曉。
切換架構后也保持先進性能,或許只是蘋果高調宣布Apple Silicon后露出來的冰山一角。
雖然無法提供如Windows PC那般紛繁復雜的個人電腦體驗,Mac卻一直被消費者認同甚至還不乏擁躉,原因就在于蘋果并非只是售出電腦硬件本身,還結合macOS和自家軟件、互聯網服務提供了完整的Mac軟硬件體驗閉環,并且在視覺/交互設計和專業適用領域有所長。
媒體和消費者會對Mac轉向ARM架構持以保留意見,在于原本為x86架構開發的軟件都無法高效使用,除非進行轉制或重新開發。換句話說,一旦全部Mac產品轉換到新的架構體系,便意味著過去十余年所積累的軟硬件體驗全部化為虛無。
蘋果都做了什么?macOS自Big Sur版本開始,變成了可以在ARM架構芯片上運行的桌面系統,通過蘋果對自家系統和芯片的深入理解,最終實現比運行在x86架構芯片上更高效的表現。
第一款運行ARM版macOS的設備,是蘋果向開發者提供的DTK(Developer Transition Kit),使用A12Z芯片。這不是單純讓開發者能嘗鮮,或是違反蘋果協議在社交網絡上曬圖,而是能提前成為小白鼠幫大眾試錯并解決問題,等到搭載Apple Silicon的Mac正式銷售時,用戶很可能不會明顯感知到架構切換產生的差異。
蘋果也在WWDC20公布的新版集成開發環境Xcode 12中提供了ARM架構對應的開發組件,除了提供工具幫助開發者快速轉制x86軟件,還把Universal app作為新軟件開發時的默認選項,完成后能夠直接在ARM架構的Mac(甚至是iOS)中高效運行,無需進行額外工作。
讓ARM架構下也能擁有豐富軟件,并且能運行iOS、iPadOS應用的工作,蘋果已經進行了好幾年。蘋果以身作則,將iOS版股票、錄音機等應用帶到macOS,視覺風格和交互設計保持一致,又滿足了桌面版使用習慣,之后還有Mac Catalyst等項目,“一鍵”將iPad應用變成電腦軟件。
Mac下的游戲內容一直都飽受詬病,蘋果也通過Apple Arcade等方式進行布局。加入Apple Arcade的上百款游戲大都采用跨PC和移動平臺的引擎(虛幻、Unity等)開發,并且推出了macOS版,很可能也會轉制到ARM架構。
由于Epic與蘋果還在交惡,關于蘋果生態下虛幻引擎開發的游戲是否還有立足之地的問題,還得靜觀其變。
總的來說,蘋果給轉移到ARM架構后的Mac提供了軟件和服務生態一同轉移的基礎,蘋果在自家軟件上給出示范、為開發者提供集成開發環境轉制工具以及硬件,將過渡到新時代的成本控制到多方能接受的水平。再不濟,還有效率相對較低,不過可直接運行x86軟件的Rosetta 2。
蘋果做出轉移架構選擇,在加強對軟硬件生態控制力之外,還有ARM架構芯片成本更低的原因。集邦咨詢旗下半導體研究處稱,采用臺積電5nm工藝生產的首批Apple Silicon生產成本將低于100美元,相較沿用十多年的x86架構英特爾芯片有著明顯的價格優勢。
低功耗高性能還能降成本,使得ARM架構變成了越來越多平臺的寵兒,不再僅限于智能手機等手持設備。未來會向市場推出ARM臺式機的品牌,也很可能不只是蘋果,各大PC廠商都有機會進來分一杯羹,說不定還有機會促成一批新玩家誕生。
微軟早早看到了這一點,有過Windows RT等不成功的嘗試之后,又帶來了Windows on ARM(WoA)。顧名思義,這是運行在ARM架構上的Windows系統,和過去的種種“閹割版”不同的是,WoA可以模擬運行32位x86軟件,包括《英雄聯盟》等游戲。
當下已有Surface Pro X等WoA產品上市,可微軟需要解決不同硬件兼容性、適配好不同芯片廠商、完善對64位x86軟件支持等問題,才有機會在ARM架構時代再度領導PC產業。畢竟缺乏兼容性,運行不夠穩定還不能用上“Adobe全家桶”的設備,很難和大眾認知中的電腦畫上等號。
另一邊,也有一群廠商和開發者將ARM架構視作市場切入點,那便是動作越來越多的全國產化電腦。ARM架構的主芯片與周邊硬件,加上可靠性和功能豐富度都在提升的國產Linux系統,以及逐漸充實的軟件開發體系和產品陣容,ARM架構全國產化電腦似乎有了初步可用性。
華為的鯤鵬920處理器是ARM架構PC芯片的代表之一,具備最高64核、64MB三級緩存的規格,黃河等品牌有推出采用這一系列處理器的臺式機產品。根據網友分享數據,實際性能表現無法和同價位段x86處理器相提并論,但可以流暢進行辦公等中輕度場景使用。
通過使用ARM架構,國產芯片繞開了x86架構在知識產權上可能遇到的困難,給未來有望達成的PC軟硬件全面國產化繼續向前鋪路。即使當前還有絕對性能、外部設備兼容性的不足存在,也已經階段性完成了政企需要的設備自主可控任務。
使用ARM芯片的各方,都沒有將轉換架構作為結果,僅僅是達成目標過程中經歷的節點:蘋果希望打造更具競爭力更有控制力的軟硬件綜合生態,微軟想要更便攜的設備能運行Windows能完成大型任務,國產PC期望掌握生產流程實現應用環節自主可控。
ARM是電腦的未來。
當然不是說現在占據絕對主流的x86架構要被取代,是ARM架構在幫助電腦拓展自身的邊界。可以軟硬件更一體化、可以滿足更多的移動化使用、可以應對更加差異化使用場景,這些都是現在的x86電腦沒有達到的境地,新架構帶來了多元化的可能性。
多元化正是行業迸發出生機的表現,對于一度陷入了數年市場萎縮危機的PC行業來說,實在是難能可得。ARM架構電腦在未來能實現怎樣程度的進步,值得我們靜靜期待。
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于蘋果而言,Intel算是徹底被拋棄的對象,現在蘋果新的Mac電腦系列已經全部采用自家研發的M1芯片了,已經沒有再從Intel那里采購處理器來生產電腦了。不過在蘋果的高端市場上,比如Mac Pro工作站以及部分Macbook Pro,依然還在銷售Intel處理器的產品,這部分暫時還沒有相關的產品取代。
稍微復雜一些的是在X86體系中,蘋果有不少采用獨立顯卡的產品,而且清一色是AMD顯卡,既然這部分產品還存在于市場上,同時也為了對已經購買的用戶負責,所以蘋果在未來的macOS系統中,依然要單獨對這部分產品進行支持,直到這些產品徹底被淘汰。
不過相對于蘋果拋棄Intel的決然,蘋果對AMD的態度就稍有不同了。在最新的Beta版macOS系統中,蘋果針對自己的X86產品居然添加了新的硬件支持——AMD的RX6000系列顯卡。這對于很多人而言是一個意外,因為雖然蘋果之前的產品雖然都采用的AMD顯卡,但是由于蘋果現在及未來的產品采用ARM架構,不再支持X86處理器,所以肯定也不會再內置AMD顯卡了。理論上來講,蘋果在新系統中完全可以不支持RX6000系列顯卡。
當然對于蘋果現在的Mac Pro而言,因為預留了PCI-E插槽,所以用戶是可以自己添加顯卡的,新版的macOS可能是基于這個考慮才在新系統驅動中支持了RX6000系列顯卡。另外包括之前采用Intel處理器的Macbook Pro,也能通過雷電3接口連接顯卡擴展塢,采用外置的形式來使用RX6000系列顯卡,所以蘋果的新系統支持RX6000系列顯卡,似乎也說得過去。
事實上,對于蘋果而言,X86的工作站以及高端筆記本,依然有其存在的意義。畢竟在X86版本的系統中,還有大量的應用,雖然蘋果一直在推進這些軟件廠商從X86架構轉移到ARM架構上去,但這需要時間。而使用AMD的新顯卡,無疑在游戲、工作效率上要強于之前的產品,特別是一些支持AMD渲染的程序,就顯得更有必要了。
另外對于蘋果現在的Mac系列產品線來看,M1雖然強,但GPU部分依然算是短板,無法運行大型游戲也讓蘋果錯失了很多用戶。據說蘋果會自研發GPU核心,并且在未來直接集成在M系列芯片中,但性能和效果估計是沒法達到AMD和NVIDIA的高端顯卡水準。所以很多人也在猜測,蘋果會不會讓M1芯片的Mac電腦采用外置擴展塢的形式去支持AMD獨立顯卡,雖然這在技術上要解決一些問題。
無論如何,現在蘋果在自己新產品上的GPU發展路線還懸而未決,自研發當然是一個趨勢,但是和AMD合作恐怕也是不錯的選擇之一,畢竟后者在GPU方面經驗豐富,且不像Intel和NVIDIA那樣強勢,看看微軟和索尼和AMD合作多年就能得出這個結論。目前三星已經在ARM芯片中開始采用AMD的GPU技術,未來蘋果也有希望和AMD合作,將AMD的GPU技術帶到自己新的Mac電腦系列上。
機器型號】:蘋果A1286
【故障現象】:花屏
維修客戶的一臺蘋果A1286筆記本,說是顯卡問題,接過手一看是花屏故障。
【維修過程】:
拆開主板一看,顯卡是被加焊過的,經檢測,為顯卡故障。換顯卡,直接上BGA。
顯卡拆了才知道,蘋果不像其它機器,蘋果顯卡四周是無邊框的。
拿著全新的顯卡在板上來回移動找合適的位置,但總感覺對不上位,自己動手“創”了個邊框。
邊框畫好后,把顯卡焊上去位置剛剛好。
通電測試,蘋果A1286筆記本成功亮機!
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