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2020/6/22 09:21

知名分析师Ben Thompson:苹果将换芯ARM,英特尔完了

36氪  

划重点

Mac要换芯的多年传言这次可能真要变成现实

苹果的A系列芯片组单核性能上已经跟英特尔的处理器不相上下

英特尔常年靠设计制作整合在一起获取高利润,也因此固步自封,不愿冒险

2017年的时候苹果对Mac的投资意愿似乎发生了真正的转变

英特尔从行业之王沦为了自身命运的观察者,其原因是英特尔在2005年做出的重大决定,即不为iPhone生产芯片

据彭博社的Mark Gurman 报道称,苹果将在下周举行的全球开发者大会(WWDC)上宣布Mac即将换成用ARM的芯片:

知情人士称,苹果准备在本月举行的全球开发者大会(WWDC)上宣布,对其Mac电脑的主处理器进行调整,原来采用的英特尔芯片将被取代。该公司将于6月22日当周举行WWDC。知情人士称,在本次大会上披露的该项行动代号为Kalamata,为了让外部开发人员有时间进行调整,苹果会在2021年才推出新Mac。他们补充说,由于硬件的迁移还需要几个月的时间,因此宣布的时间可能还会有改变。新的处理器将基于苹果设计iPhone和iPad 芯片所使用的技术进行设计。但是,未来的Mac仍将运行macOS操作系统,而不是公司移动设备使用的iOS 软件。

我要稍微厚脸皮一点,用一下“终于”这个词:虽然这次处理器的转换感觉就像没完没了的谣言,但是直到几年前,我还相当有信心谣言终归是谣言。呃,当然,哪怕在2017年左右的时候,苹果把自家出色的iPhone芯片用到Mac上面的逻辑也是显而易见的:

苹果的A系列芯片在单核性能方面跟英特尔的笔记本电脑芯片不分上下已经不是1、2年了。

通过把设计和制造集成到一起,英特尔靠自己的芯片赚取了非常高的利润。而苹果则可以利用台积电来制造芯片,并且把那部分利润留给自己和客户。

就像对iOS所做的事情一样,苹果可以将操作系统和芯片设计本身进行深度集成,从而最大程度地提高效率和性能,并向市场推出新功能。

但就像我所看到的那样,问题在于苹果为什么要这么干?是,A系列芯片在单线程性能方面是赶上了,但是英特尔在多核性能上仍然遥遥领先,而且那还是在你无需考虑电池续航时间问题而降低性能的台式机之前。更重要的是,切换的成本很高。我在2018年初的时候写道:

首先,在过去12个月的时间里,苹果售出了2.6亿台iOS 设备。这是很庞大的数字,可以用来分摊定制处理器的固定成本。与此同时,该公司仅售出了1900万台Mac,这个数量用来分摊此类投资的力度就要小得多了。

其次,iOS 从一开始就基于ARM ISA架构开发的。一旦苹果开始设计自己的芯片(而不是购买套装的),从开发人员的角度来看,也绝对没有任何改变。但Mac不是这种情况:许多应用程序只需要重新编译就可以了,但是用较低抽象层编写的高性能应用可能需要做更多的工作(这也是仿真所面临的挑战:最有可能需要进行最广泛的重写的,是那些对仿真固有的性能下降容忍度最低的程序。

第三,个人电脑市场长期处在下滑之中。对于重要性日益下降的产品来说,采用新的架构所要付出所有的努力和重大变动真的值得吗?英特尔也许是贵了点,速度可能也慢,但是对于一款代表过去而不是未来的产品来说,它肯定已经足够好了。

不过,从我写的Daily Update中得出的结论是,我的看法改变了:由于苹果和英特尔这两家的变化,ARM版的Mac已经不可避免。

苹果和英特尔

在那篇Daily Update撰写的前一年,苹果曾为五位作者举办了一场相当了不起的活动,在那场活动上,该公司似乎承认自己对Mac疏于照顾。来自TechCrunch :

苹果还管不管Mac了?

这个问题基本上就是我们出现在这里的原因所在。尽管苹果表示自己正在尽最大努力满足专业用户的需求,但该公司显然认为专业人士对其行动(或延期)做出反应的方式正在朝着自己感觉的方向发展,这是对Mac未来的误解。

在自己最关注的一场pitch里面,Schiller是这样回答苹果还关不关心Mac的问题的: “Mac在苹果有一个重要、长期的未来,苹果非常关心Mac,我们完全要继续走下去并对Mac进行投资的充分意愿。”尤其是在iPhone和iPad 取得成功的时候。

他说:“如果说我们在这方面的升级和更新暂缓了,我们要对此表示感到抱歉——在Mac Pro身上发生的事情,我们会推出一些很棒的东西来取代它。这就是我们的意图所在。”。在我记忆中,这是苹果表示一切责任都在我表达得最清晰的一次。

是的,Schiller讨论的是Mac Pro,那是举办那场活动的名义,但是那不是唯一有老朽问题的Mac,那些升级过的Mac(尤其是笔记本电脑),陷入蝶形键盘灾难已经多年了。与此同时,新iPhone和iPad不断地推陈出新,纷纷采用了新的工业设计以及令人难以置信的芯片。

同时,那些看似被忽视的Mac仍然被被英特尔捆绑住手脚,苹果看到了最近才为世界所认识的英特尔的路线图:一张无路可走的路线图。2015年,英特尔开始从俄勒冈、亚利桑那以及爱尔兰的工厂批量生产出14纳米制程的处理器。芯片制造商一般都是每种节点尺寸只建一次晶圆厂,为的是在为新节点建造新晶圆厂之前先把上一代的巨额费用摊销掉。不过,三年后,在找来三星帮助自己制造芯片后,英特尔仍被迫扩大14nm的产能。问题就在于其10nm芯片被推迟了数年(该公司今年才开始批量销售10nm零件)。

而另一边,台积电(TSMC)已经抢先一步,2017年就推出7纳米的芯片,并从今年开始生产5纳米芯片。再加上苹果芯片设计方面的专业知识,这意味着到去年秋天时,iPhone芯片的速度就已经可以跟顶级的iMac芯片相媲美。来自Anandtech :

现在,我们已经把最新的高端台式机CPU纳入进来,同时提供了在绝对性能方面移动设备所处位置的背景信息。

  Anandtech 基准测试表明,A13台式机的英特尔芯片一样快

就性能而言,总体上看, A13和Lightning的内核都非常快。在移动领域,实际上竞争是不存在的,因为A13的性能几乎是次佳的非Apple SoC的两倍。在浮点测试方面,双方的差异要小一些,但同样,我们至少要再等待个2-3年,才能指望有像样一点的竞争出现,而且苹果也不会裹足不前。

去年,我注意到A12跟最好的台式机CPU内核相比还差了一点点。今年,A13至少在SPECint2006上跟AMD和英特尔所能提供的最佳产品可以相匹敌。在SPECfp2006上,A13仍落后约15%。

在这些图表里面,英特尔酷睿i9-9900K处理器的发行价格为999美元(场外价格为520美元左右)。它仍然是iMac的顶级选择,Intel Core i5-8600K(发行价为420美元,现在的价格是220美元)升级的话大概要500美元。相比之下,A13的价格可能在 50到 60.2美元之间。

这就是报道宣称的下周的发布不可避免的原因所在:2017年的时候苹果对Mac的投资意愿似乎发生了真正的转变——不仅推出了承诺的Mac Pro,而且还推出了全新的MacBook系列以及经过重新设计的键盘——哪怕坚持使用英特尔的代价关乎的已不仅仅是金钱,还包括性能。

ARM的影响

同样,假设关于苹果要换处理器的报道是准确的话,这件事情最明显的潜台词就是ARM Mac在能耗和成本方面性能都要优于Intel Mac。举例来说,这意味着下一版的MacBook Air可能会更便宜,哪怕其续航时间会更长、性能更佳(作为MacBook Air最便宜选择的i3-1000NG4英特尔处理器尚未公开发售,其价格可能约为150美元,性能要比A13差很多。)

还有待观察的是,苹果会以多快的速度将ARM推向其高端计算机。同样,A13已经可以跟英特尔的一些最出色的台式机芯片竞争,并且A13已针对移动设备进行了调整。如果把散热壳做得更大的话,苹果能获得什么样的性能提升呢?毫无疑问,在一两年之内,苹果就会拥有和移动设备一样性能最佳的笔记本电脑和台式机。

这是苹果对其整个技术栈进行严密控制的真正亮点:首先,因为跟微软相比,苹果对向后兼容性一直都更加的不关心,所以它能够引领自己的开发人员进入到此类过渡要比这Windows上实现更加容易的世界;值得注意的是,该公司在过去十年里已经淘汰了自己的Carbon API,而且当前版的macOS 已经结束了对32位的支持。哪怕是要走的路最远的开发人员也都在前进的道路上了。

其次,由于苹果是自己生产自己的设备,因此可以更快地利用其为macOS 设计定制芯片的能力。再说一次,对于经济是否合理我不能完全确定——也许苹果会坚持用一个芯片家族同时服务iOS 和Mac——但如果它要熬过这段改变的煎熬的话,为什么不一路走下去呢(值得注意的是,苹果有一件事情是不需要放弃的,那就是对Windows的支持:过去十年Windows就一直跑在ARM上面,我预计Boot Camp还会继续下去,并提供虚拟化产品;这会不会跟基于Intel的虚拟化一样有用还有待观察)。

最有趣的,也许是最深刻的,是对服务器市场的潜在影响,这是英特尔的先机。2019年的时候Linux的开发者和维护者Linus Torvalds解释了为什么他对ARM登陆服务器持怀疑态度:

有人认为“云”意味着指令集无关紧要。在家开发,在云端部署。那就是胡说八道。如果你在x86上面开发,那么你也将希望部署在x86上,因为这样才能够跑“在家”(所谓在家意思不是指在你家,而是指你的工作环境)测试过的东西。这意味着就因为x86架构的云托管跟你在自己的本地设置上测试的内容相匹配,你会很乐意为次支付更多的费用,而且就算出现错误你也可以理解得更好……

在没有开发平台的情况下,ARM永远也没法子服务器领域取得成功。当你既没有客户而且也没有工作负载的时候,试图卖64位的“hyperscaling”型号是很愚蠢的,因为那便宜的小盒子永远也卖不出,从一开始就没法启动市场……

改变的唯一方法是你可以说“看,基于ARM盒子的部署可以更加便宜,而且这里有个开发盒子可供你使用”。对于开发人员而言,实际的硬件是非常重要的。我要非常严肃的声明,这就是PC上位的原因,以及其他一切都消失掉的原因……这就是x86获胜的原因。你是否真的认为这个世界已经发生了根本变化?

Mac上的ARM(尤其是对开发人员而言)可能确实是一个根本性的改变,有望最终变革服务器领域。另一方面,向ARM的过渡可能会对苹果产生反作用:Windows,尤其是考虑到它具备无需虚拟化即可跑完整的Linux环境的能力,再加上微软的开发人员优先的做法,这是许多开发人员都不知道的极具吸引力的替代方案——但如果这就是像他们的服务器那样跑x86的代价的话,他们会对进一步了解非常感兴趣。

英特尔的失败

值得注意的是这个未知数——开发人员对macOS的偏好会导致服务器切换到ARM上吗(记住,服务器部署ARM会更便宜,并且可能也会更节能)?还是说者现有的x86客户群会把开发人员领进Windows / Linux阵营?其结果已经超出了英特尔的控制。

英特尔从行业之王沦为了自身命运的观察者,其原因是英特尔在2005年做出的重大决定,即不为iPhone生产芯片。当时的CEO保罗· 欧德宁(Paul Otellini)在《大西洋月刊》上告诉了Alexis Madrigal事情的缘由:

上月在英特尔,Otellini 在2小时的对话中告诉我:“我们最终既没有赢下单子,也无所谓放弃,这取决于你怎么看。如果我们做到了的话,世界会大不一样。你要记住的一点是,那是在iPhone问世之前,没有人知道iPhone会做什么……反正最后他们对一种芯片感兴趣,他们希望能支付特定的价格,一分钱都不愿多出,但那个价格低于我们的预测成本。我看不清楚前景。那不是上量就能弥补的成本损失。但事后看来,我们的预测成本是错误的,iPhone的销量比任何人预计的都要大100倍。”

这种借口令人失望,这跟英特尔之所以出色的缘由完全背道而驰。1965年的时候,当时的仙童半导体公司的鲍勃· 诺伊斯(Bob Noyce)宣布,仙童半导体公司会把自己的集成电路产品的价格定为1美元,这震惊了整个半导体世界,尽管事实上仙童半导体的成本远高于这个定价成本。Noyce知道,集成电路市场注定是要出现爆发式增长的,而且通过设定一个较低的价格,仙童公司不仅能够加速这方面的增长,还会比定较高价格更快速地推动成本的下降(记住,芯片其实是边际成本为零的东西;其主要成本是建立生产线的投资费用)。

这个就是Otellini所“看不到”的逻辑所在,他被看似占主导地位的PC范式以及英特尔令人羡慕的利润率所蒙蔽了。更糟的是,那些量能转而流向了台积电这样的制造商,为其研发和生产提供了资金,以及推动了台积电成为晶圆厂领导者的资本投资。

这就是为什么上个月,台积电是联邦政府领导的在美国建立新晶圆厂的努力的目标。我在芯片和地缘政治学中解释过:

你会注意到,代工的台湾地区,尽管大部分都是自用的,生产最高端芯片的三星母国韩国,都位于太平洋的一端。与此同时,美国位于太平洋的另一侧。俄勒冈、新墨西哥州和亚利桑那州有先进的代工厂,但那都是由英特尔运营的,而英特尔仅针对自己的集成用例生产芯片。

这一点之所以如此重要,是因为芯片在PC和服务器(这是英特尔的关注重点)之外的许多用例里面都很重要,也就是说台积电很重要。如今,无论是军事用途还是其他用途,几乎每件设备内部都装有处理器。其中一些不需要特别高的性能,可以由几年前在美国和世界各地建造的晶圆厂制造。但是,其他的一些则需要最先进的工艺,这意味着这些必须由台积电在台湾的工厂制造。

如果你是给美国制定军事规划的那个人的话,这会是个大问题。你的工作不是要弄清楚中美之间是否会发生战争,而是要为一件你希望永远不会发生的事情做好准备。在这一点上,鉴于台积电的晶圆厂以及三星的晶圆厂都在假想敌导弹的可及范围之内,这会是一个重大问题。

我认为对台积电的关注是正确的,而台积电在亚利桑那州建立晶圆厂的决定令我感到鼓舞,哪怕他们做的是一个设计规模相对小的还尽量磨洋工。同时,这真的是对英特尔的死刑判决。这家公司不仅失去了领先的制造优势,而且不但会变成开发人员的思维从x86转向ARM的这一潜在的毁灭性转变的无奈的观察者,而其本国出于国家安全的原因需要资助建造晶圆厂时,英特尔甚至连一个现实的选项都算不上,只能眼睁睁看着台积电拿走这笔钱。

为此,虽然我对美国国会拨款228亿美元(金额应该更高)用于资助半导体制造商的这项法案感到鼓舞并全力支持,但我不知道现在是不是应该有人来创办美国的下一家伟大的芯片制造商。这在经济上并没有真正的意义,但这是一个积极的联邦产业政策可以而且应该会产生影响的行业,纳税人把数十亿美元捐给一家曾经伟大但却忘记是什么令自己伟大已久的公司这一点很难令人接受。几十年来,英特尔一直把利润率放在首位,而且一直认为自己的风险较低,而直到现在,更注重财务而不是晶圆厂的真正风险才变得显而易见,这一点不仅对英特尔如此,对美国亦然。

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