蘋果已經為Arm Mac打好了基礎_風聞
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。2020-03-30 11:06
來源：內容由半導體行業觀察（icbank）編譯自「appleinsider」，謝謝。
ARM芯片為世界上大多數智能手機和平板電腦提供動力，但現在數據中心也有高性能的ARM芯片。在高端的ARM Mac電腦上，蘋果可能不需要等待太久——如果有的話。
對於大多數台式機、筆記本電腦或數據中心應用程序，英特爾的x86芯片一直是行業標準。但有傳言稱，蘋果的mac電腦將採用ARM的自主芯片，有少數製造商正在向市場推出高性能的ARM芯片。
這就是為什麼這一點意義重大，以及蘋果放棄英特爾可能引發更廣泛的轉變的原因。
ARM和x86芯片之間的差異
ARM芯片比英特爾x86芯片更省電，而且通常每瓦的性能更好。這是由於多種原因，包括更簡單的指令集，使用更少的晶體管和整體更慢的時鐘速度。
ARM的能耗，以及生產和開發成本較低等其他因素，已在很大程度上導致ARM芯片成為大多數移動設備(如智能手機、平板電腦)和輕量級個人電腦(如精選的谷歌Chromebook)的行業標準。
但當談到真正的高性能芯片組，特別是用於台式機或筆記本電腦時，人們一直認為英特爾x86是自然選擇。這種情況已經持續了很長一段時間，英特爾穩步增長的主導地位甚至可以從2005年蘋果從PowerPC向x86的轉變中看出來。
數據中心和服務器也是如此。雖然存在一些小的例外，但絕大多數web架構仍然基於英特爾的芯片設計指令。在市場份額方面，英特爾仍然處於領先地位（幾乎達到了壟斷程度），而基於AMD x86的芯片佔據了絕大部分的市場份額。
自2010年代初以來，一直有人在談論更廣泛地轉向基於ARM的服務器。近十年後，ARM芯片被用於一些服務器應用程序，但與競爭對手x86相比，它們的整體市場份額相形見絀。
但隨着移動設備和筆記本電腦之間界限的模糊，以及數據中心運營商越來越多地尋求更高效、更便宜的服務器選項，2020年可能會開始發生變化。
ARM處理器的現狀
蘋果公司的A13芯片組是市場上功能最強大的基於ARM的移動處理器之一。
蘋果的A系列系統芯片(SoC)就是一個很好的例子，尤其是因為它們展示了ARM處理器的潛在能力。蘋果目前生產的智能手機芯片是市場上速度最快的，這讓它的iPhone能夠趕上或擊敗那些在紙上看起來有更好規格的競爭對手安卓(Android)設備。為了做到這一點，蘋果自研芯片，並且只依賴更大的ARM生態系統來獲取處理器指令。
例如，最新的A13 Bionic iPhone芯片就達到了一些台式CPU的性能。除了蘋果之外，高通(Qualcomm)、聯發科技(MediaTek)等公司也會把ARM芯片的設計指令應用到自己的定製硅芯片上。
雖然ARM芯片在服務器或數據中心中的應用並不廣泛，但許多第三方製造商一直在設計專門針對該市場的基於ARM的芯片。這些服務器處理器並不是直接移植到現有的台式硬件上，但考慮到蘋果使用英特爾Xeon處理器，這一點也不遙遠。
2020年3月，Ampere首次推出了一款基於ARM的80核服務器處理器，名為Altra，該公司預計該處理器的能效將是英特爾Xeon Platinum 8280的2.11倍，原始性能將是後者的2.23倍。
相比較而言，Xeon Platinum 8280是2019年第二季度發佈的Cascade Lake芯片，擁有28個核心，2.7GHz的基頻，205W的熱額定值。據ARS Technica報道，Ampere甚至表示，在機架環境下，一架Altra處理器的原始性能最高可比8280高出120%。
早在2018年，亞馬遜宣佈了其首款基於ARM的服務器芯片Graviton。儘管該服務器芯片似乎並未對市場產生持久影響，但亞馬遜於2020年3月宣佈了一款名為Graviton 2的新芯片。該公司表示，在許多服務器工作負載方面，該芯片提供了比AMD和Intel更好的性價比。
亞馬遜表示，彈性計算雲(彈性計算雲或EC2)的用户有望獲得40%的性價比。對於基於雲計算的公司或軟件即服務的公司來説，這可能會帶來更大的競爭優勢，因為他們在可比的服務速度上花的錢會更少。
ARM服務器芯片領域的領軍企業Marvell也發佈了一款新的ThunderX3“Triton”芯片組，這是一款擁有96個核的240W硅芯片。根據Marvell公司的説法，在多個基於雲的工作流程(如MySQL或CDN)上，ThunderX3始終提供比英特爾2019款Cascade Lake-SP芯片更好的性能。
雖然第三方ARM芯片已經面世，但設計ARM芯片指令的公司ARM Holdings也正在進入市場。或許最有趣的是該公司的筆記本電腦芯片，雖然長期落後於英特爾，但似乎正在迎頭趕上。
ARM首席架構師Mike Filippo告訴CNET，Cortex-A76於2019年首次在硬件中實現，是一款筆記本電腦芯片，提供與英特爾Core i5-7300大致相同的性能。那並不是十分驚人的性能，但這表明ARM希望趕上英特爾，並在自己的市場上擊敗他們。
ARM Holdings的自主服務器架構也在這個領域引起了轟動。2018年，該公司宣佈對其服務器架構Neoverse N1進行了更新。(值得注意的是，前面提到的大多數芯片，比如Altra和gravon 2，都是基於這種架構。)
從那以後，ARM Holdings發佈了一些非常雄心勃勃的服務器芯片，例如2019年的Ares設計。
高性能ARM芯片的重要性
ARM最近發佈的Neoverse芯片面向高性能服務器應用。
但ARM對其芯片提出了不同的要求，並在2018年承諾，未來每一代芯片的速度至少比上一代快30%。這遠遠超出了英特爾目前芯片設計的前景。
這只是ARM自己設計的自主硅芯片。但這並沒有涉及到蘋果和其他公司生產的第三方定製芯片，這些芯片在平板電腦、智能手機和物聯網設備方面已基本證明是巨大的市場成功。
坦率地説，ARM和其他芯片製造商似乎正在投入大量資源，開發能夠與x86處理器競爭的芯片。不僅是在低端消費者用例中，而且在台式和服務器級別上，更傾向於高性能計算。
至於對用户的影響，有一些很大的影響。如前所述，ARM芯片通常更省電。隨着它們的速度趕上來，這可能會導致電池壽命更長、性能更佳的設備出現。它們產生的熱量也比英特爾芯片少，如果與計算機或服務器的冷卻機制結合使用，性能節流的影響也會更小。
製造成本和易於部署也可能起主要作用，從長遠來看，可能會在消費者層面降低計算機或其他電子產品的成本。
而高性能ARM芯片正是在英特爾舉步維艱之際推出的。該公司在性能升級和錯過最後期限方面做出了各種不兑現的承諾，更不用説芯片級的英特爾漏洞已經讓很多設備變得不那麼安全了。
ARM歷史上從未出現過這些問題。雖然這在很大程度上歸因於市場份額，但這可能意味着許多電腦製造商將獲得一個新的開始。
ARM芯片的未來
在服務器和工作站等設備方面，ARM在很大程度上已經落後於英特爾的x86，這些設備為我們的世界工作提供了動力。但業內也有一些暗流，可能表明潮流正在轉移。
蘋果預計推出的ARM MacBook可能會成為一個轉折點，這取決於蘋果定製的Mac芯片將提供什麼樣的性能。但Project Catalyst也可能是向ARM全面轉型的一個主要因素，因為它鼓勵流行的應用程序開發人員認真考慮支持ARM架構。
蘋果在筆記本電腦領域的主要競爭對手微軟(Microsoft)也在2019年推出了一個新的Surface系列設備，配備該公司所稱的首款3GHz ARM芯片——SQ1。
COVID-19的持續爆發也可能促使ARM轉向服務器和數據中心領域，因為大公司將認真考慮他們在關鍵硬件上的每美元性能指標。ARM的服務器芯片比英特爾的更便宜，而且正如我們所報道的，它們的每瓦性能更好。
還有其他因素。各地數據中心的需求都在迅速發展。由於英特爾即將成為服務器領域的壟斷者，所以對於數據中心運營商來説，切換到ARM服務器是從更廣泛的供應商那裏獲得處理器的一個好方法。
當然，ARM要像英特爾一樣堅定地紮根於我們的日常Mac中，無疑會花費一些時間。但是，現在有跡象表明，這很有可能，而不是牽強的預測。
蘋果和ARM Mac
蘋果可能不會把A系列處理器直接放到Mac電腦上。最有可能的情況是，像其他ARM芯片為服務器市場量身定製一樣，為Mac電腦量身定製芯片。它不需要等待高端芯片，但它可能會為了市場的平穩過渡而這樣做。
傳統觀點認為，蘋果將從低端起步，比如MacBook和MacMini。具體來説，對於筆記本電腦，基於ARM的芯片特別適合在不影響性能的情況下提供卓越的電池壽命。在尚不清楚的一段時間後，它將把芯片升級到“ Pro”級別的硬件—可能是在“ Pro”用户羣需要時。
如今，蘋果可以利用與Altra和ThunderX3類似的工作站芯片，在與iMac Pro和Mac Pro現在使用的Xeon處理器相同的散熱和功率封裝中，提供高端性能。軟件將不得不跟進——這就是為什麼這個轉變可能不會在低端模型中實現。
從更廣泛的角度來看，蘋果顯然將受益於對整個產品系列的更嚴格控制，這一目標已經在iPhone和iPad上實現了。消費者很可能會享受到Mac電腦的性能提升，就像iPhone超越大多數競爭對手的表現一樣——更不用説電池續航時間的顯著改善以及蘋果電腦成本的潛在下降。
這種過渡可能不是最平穩的，特別是對於依賴於未更新的插件和軟件的開發人員或用户來説。但是考慮到像Project Catalyst這樣的發展，這似乎是不可避免的。