苹果发布自研的5纳米芯片：诠释芯片自主之路会有多艰辛 | 黑科技拆解
图片来自apple.com
撰文 | 建国
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11 月 11 日的凌晨，一边是剁手党们的买买买，另一边则是果粉们愁容满面——新的 mac 值得入手吗？
先打消这个念头吧，如今没有实际产品，苹果也未公布具体发售日期。是骡子是马，等拉出来溜溜再看看也不迟。
苹果在 2020 年双十一的凌晨推出了用于 mac 产品线的自研芯片 m1，该芯片采用 arm 架构，正式向此前 intel 的 x86 说再见。苹果早早为这一步做了预告，今年 6 月 22 日苹果召开全球开发者大会，便宣布了“用两年时间将 mac 产品线从 intel 处理器逐步转向基于 arm 架构的自研芯片 apple silicon，年底将发布搭载该芯片的 mac 产品”。
从发布会中苹果向外展示的性能来说，毫无疑问搭载 m1 芯片的 macbook 产品吊打了它们的前辈——搭载 intel 处理器的 macbook 们。m1 芯片采用 5nm 制程工艺，目前将有 macbook air、macbook pro 和 mac mini 搭载该芯片。
以 macbook air 为例，苹果称搭载 m1 芯片后，macbook air 的 cpu 提速 3.5 倍，gpu 提速 5 倍，npu 学习提速 9 倍。此外续航也是苹果引以为傲的点：macbook air（m1）的视频播放续航能力达到 18 小时，相较于之前延长了 6 小时。
不用着急欢呼，根据此前真实的使用情况，并考虑到 macbook air 未配备主动散热风扇，这一理论成绩或许将打个折扣。但退一步说，m1 加持后的 mac的确有了划时代意义。
如今包括 mac 产品线在内，iphone、ipad 和 apple watch 等产品均用上了苹果的自研芯片，组成了真正意义上的“全芯全意全家桶”。
可是苹果为何要在此时开始 mac 产品线的处理器平台大迁徙，换用 arm 架构的自研芯片后又能为苹果带来什么？
在拥抱 arm 架构前，苹果为 mac 调整过三次芯片。
1984 年苹果转向了摩托罗拉的 68k 架构；1994 年从摩托罗拉的 68k 架构转向了 ibm 的 powerpc 架构；2005 年从 powerpc 架构转向了 intel 处理器架构。
几乎每 10 年，苹果都会给 mac 调整一次处理器架构。在 2005 年苹果宣布换用 intel 处理器架构时，时任苹果 ceo 史蒂夫·乔布斯（steve jobs）说：“我们认为 intel 的技术将帮助我们在未来十年创造出最好的个人电脑。”
乔布斯说的没错，如今我们熟悉得不能再熟悉的 macbook pro 和 macbook air 产品线雏形，分别是在拥抱 intel 之后的 2006 年和 2008 年推出的。
2008 年 1 月 15 日的 macworld 大会或许让许多关注苹果公司的人难忘，这一天乔布斯从一个信封中掏出了全世界第一款 macbook air，它被称作当时最薄的笔记本电脑。直到今天，更新了四代的 macbook air 仍旧是最受欢迎的笔记本电脑之一。
2008 年 macworld，乔布斯从信封拿出 macbook air
从 2005 年到 2020 年苹果采用 intel 处理器架构的 15 年间，mac 的活跃用户数量从 1250 万增长至 1 亿。根据市场调研机构 gartner 的报告显示，苹果继续保持着全球第四大 pc 厂商地位，排在联想、惠普和戴尔之后。根据 gartner 的预估，2020 年 q3 苹果约占全球 pc 市场的 7.7%，同比增长了 7.3%。
苹果此前在财报中表示，由于今年全球疫情影响，导致大部分人只能在家办公，拉动了 mac 与 ipad 的市场需求。
回过头去看，2005 年乔布斯的选择的确让 mac 有了立足之地。而当时为何乔布斯会做出这个决定？
苹果与 ibm 的合作其实一直充满着不愉快，后者所生产的 power mac g5 处理器供货不足，并且有着明显的散热与功耗问题；而同时 ibm 又对苹果所提出的苛刻要求也十分不满，不愿意给苹果多备货。如此恶性循环，ibm 已经无法满足苹果的要求，才让苹果最终选择抛弃 ibm，投向 intel。
在这期间不仅让苹果换了新的芯片供应商，也给苹果自研芯片埋下了种子。
如今苹果放弃 intel，全面转向自研芯片的状况与当年 ibm 如同情景重现，最大的问题还是由于芯片供应商开始拖后腿。除了 mac 产品线之外，苹果已经将自研芯片应用到了 iphone、ipad、apple watch，甚至 airpods 产品线上，其性能一年比一年更强。
种豆得豆，苹果如今能依靠自研芯片将 iphone 推向巅峰，某种程度上也要感谢 intel 的错误决策。
在乔布斯正式推出 iphone 之前，苹果曾与 intel 沟通，希望将 intel 的 arm 架构芯片 xscale 放到手机上。不过彼时的 intel ceo 保罗·欧德宁——也就是那个穿着“兔子服”（英特尔标志性服装）与乔布斯一起宣布苹果与 intel 正式牵手合作的人，并不看好苹果的提议，更不愿意投资 arm 芯片。
后来的事情证明 intel 犯下了一个历史性的错误，但想挽回也已经来不及了。尽管 intel 还尝试继续研发手机芯片，可最终宣布失败。
iphone 也不是一开始就采用了自研芯片，经历了 iphone 前三代，到了 iphone 4，苹果首次采用了自研芯片 a4。iphone 采用自研芯片的策略一直延续到现在。
不过在桌面级芯片上，intel 仍然还在为苹果供货，只是情况一年比一年糟。intel 遇到了芯片制程工艺方面的技术瓶颈，2015 年底 intel 宣布 10nm 工艺制程存在很大困难，相关产品将会延期至 2019 年。到了 2018 年，intel 还是没有很好解决 10nm 工艺的良品率，无法量产相关产品，遂计划将 10nm 工艺分拆成三代推出。intel 每年的芯片升级犹如挤牙膏。
市场竞争如急湍，不进则退。苹果当然无法眼睁睁看着自己前进的步伐被 intel 拖慢，于是早就着手自研芯片，有了今天的 apple silicon。
事实上，据彭博社报道，2018 年苹果就开始了内部测试，基于 ipad pro 搭载的 a12x 处理器进行开发，将其装到 mac 上，并运行 macos 系统，测试结果让苹果感到满意。
苹果换用自研芯片，一方面拥有了更高的主动权与自由度，相关产品的进度不再会被别人左右，另一方面则大大降低了芯片成本。
据此前台媒报道，apple silicon 处理器由台积电 5nm 制程独家代工，成本或将降到原本 intel 处理器的 1/4，且续航能力可长达 15-20 小时。
而另一位天风国际分析师郭明錤则表示，受益于处理器更换，苹果有望减少约 40%-60% 处理器成本，有助于成本结构与产品售价策略。当前 10nm 的 4 核酷睿 i7 处理器售价在 300-400 美元左右，14nm 的 8 核酷睿 i7 处理器也要 300 美元。
从目前苹果透露 m1 芯片的参数来看，续航能力的确达到了当初预测的结果，成本也会相较 intel 处理器降低不少。不过这种成本的下降并未体现在最终产品售价上。
在苹果凯发游戏官网在售的 m1 芯片 macbook pro 起售价为 9999 元，与今年 5 月份更新的 macbook pro 2020 起售价持平。
不过从另一个角度来看，mac 投向了 arm 架构怀抱之后，苹果有了将自家产品线打造成完整闭环生态圈的基础。iphone 已经积累的优势，诸如安全性、图像性能、视频处理、音频处理、加密性等等特点都能与 mac 互通，苹果可以在此基础上对整个生态系统进行更好的调度，提高协同性。
iphone 与 ipad 早已肩并肩站在一起，现在轮到了 mac 走向这条转变之路。mac 芯片的迁移，苹果预计两年时间能够完成。
当前为 m1 芯片优化的 macos big sur 系统就是苹果迈出的第一步，现在苹果开发的 mac 软件以及 iphone、ipad 上运行的软件能直接在 macos 上运行。macos big sur 为用户提供了一种新颖的体验，苹果也在想办法为开发者能够快速地迁移软件。苹果称微软正在开发一个针对 m1 芯片优化的 office 软件，adobe 也在开发新版本的 photoshop。
苹果预估整个迁移过程要花两年时间，因此目前苹果凯发游戏官网仍然在销售采用 intel 处理器的 macbook pro，不过 intel 版本的 macbook air 已经全面下架。
对于消费者来说，苹果已经给出了一个足够有诚意的账面信息，无论是从处理器性能还是续航时间，搭载 m1 芯片的 mac 都比 intel 版本的 mac 更加强大。
但考虑到整个过渡周期长达两年，并且目前还没有真正的产品使用信息，而一台售价上万元的 mac 的使用寿命普遍在两年以上，购买前仍然需要三思。
制版编辑 | morgan
