WWDC 2020: Apple transferirá MacOS de x86 a Arm para ganar autonomía de hardware

Aunque hace unos años se informó que Apple utilizaría completamente CPU de arquitectura autónoma basada en Arm en iOS y MacOS, aún no se ha hecho realidad. Sin embargo, según rumores y revelaciones recientes, Apple debería hacerlo. Se espera que utilice su propia arquitectura de CPU basada en Arm en la WWDC de 2020. El plan MacOS basado en la arquitectura Arm se anunció oficialmente. Han pasado casi 15 años desde el anuncio del cambio de la arquitectura PowerPC a la arquitectura Intel x86 en 2006. Es cierto que también será el fin de una era y un nuevo comienzo. Apple no está dispuesta a ser controlada por otros mientras su tecnología cumpla con los estándares

▲ iPad Pro enfatiza constantemente que su rendimiento no es inferior al de las computadoras portátiles de escritorio, pero después de todo, iOS y MacOS son fundamentalmente diferentes y todavía son difíciles de reemplazar entre sí

Para Apple En otras palabras, el autor cree que la razón más fundamental por la que es necesario pasar de Intel a procesadores de desarrollo independiente es tener una mayor autonomía en el hardware. Esto es también lo que Apple ha estado haciendo en los últimos años: antes de que la tecnología madure, primero encuentra expertos en la industria que tengan una tecnología considerable. Coopere con socios, luego cultive un grupo de ingenieros relevantes y luego anuncie la independencia del hardware y corte. vínculos con socios originales después de que la tecnología madure. A juzgar por los resultados, no parece sorprendente que Apple finalmente haya terminado su cooperación con Intel.

Desde el lanzamiento del iPad Pro, no es difícil ver que Apple ha intentado separarse de Intel. Inicialmente enfatizó que el rendimiento del iPad Pro no es menor que el de un iPad Pro delgado y. Sin embargo, la experiencia es similar al concepto de diseño de una computadora portátil 2 en 1, aunque el lanzamiento de iPadOS en los últimos años ha hecho que el iPad sea más ligero. tiene una experiencia de usuario más cercana a la de una PC, el iOS orientado a dispositivos móviles es esencialmente diferente del MacOS orientado al trabajo, y el iPad Pro no puede reemplazar completamente al MacBook Air.

Incluso si el rendimiento del procesador del iPad Pro no es inferior al de los portátiles con ahorro de energía x86, ¿por qué no hay ningún plan para lanzar dispositivos MacOS basados ​​en la arquitectura Arm hasta hoy? Esto se remonta a los fundamentos de la optimización del sistema; el importante cambio arquitectónico de Apple en 2006 también resultó en problemas que incluían compatibilidad de software nuevo y antiguo y mala estabilidad del sistema, lo que provocó muchas quejas de los consumidores frente a la proporción de usuarios de Apple de hoy. El número de dispositivos MacOS es mayor que en el pasado y es realmente imposible correr el riesgo de realizar una transferencia antes de ajustar el sistema.

Con el objetivo de planificar procesadores heterogéneos con un rendimiento más equilibrado

▲Aunque el rendimiento general del Tiger Lake de Intel, que se lanzará este año, mejorará mucho, Apple puede tener preocupaciones sobre el equilibrio de rendimiento e Intel Hay diferentes puntos de vista

Pero para Apple, la mayor ventaja de pasar de x86 a su propia arquitectura es una programación más flexible del diseño de hardware en respuesta a las necesidades de uso y software, logrando así una mayor flexibilidad. planificación de hardware equilibrada y más eficiente desde el punto de vista energético, por ejemplo, cuando Apple originalmente enfatizó las características del procesador del iPad Pro, se centró en integrar GPU que son más potentes que los procesadores x86 para lograr un mejor rendimiento a través de computación heterogénea.

Aunque la plataforma Tiger Lake de Intel, que se lanzará este año, puede hacer que los procesadores Intel x86 sean más adecuados para cargas de trabajo modernas en términos de desarrollo de CPU y GPU, después de todo, la clasificación de productos de Intel todavía está de acuerdo con la planificación de productos, incluso si Apple puede personalizar la línea de productos actual, como la configuración del reloj, es imposible para Intel proporcionar a Apple un diseño de hardware completamente personalizado. Esta situación también obligará a Apple a utilizar una clave de hardware de diseño propio.

Los recursos técnicos proporcionados por Arm pueden satisfacer gradualmente las necesidades de Apple

▲ DynamIQ puede crear un clúster de CPU más eficiente

Volviendo a la tecnología en sí, observando la evolución del hardware a partir de las características de La CPU, la tecnología y el conjunto de instrucciones proporcionados por Arm son aún más adecuados para el plan de transferencia de precios central de Apple. El autor cree que ahora hay dos puntos clave: el primero es el modo de compatibilidad de instrucciones x86 más básico y el segundo es el modo múltiple. -Diseño de arquitectura central para garantizar la ejecución del software antiguo que encuentra condiciones especiales, uno es poder mantener un rendimiento de CPU de alto rendimiento y ahorro de energía.

Mencionemos primero el modo de compatibilidad x86 Hace unos años, el conjunto de instrucciones ARMv8-A no incluía soporte para el modo de compatibilidad x86. Alrededor de 2017, cuando Microsoft anunció Windows 10 en Arm, El mundo exterior. Solo se sabe que Arm ha agregado compatibilidad con el conjunto de instrucciones x86 en la versión mejorada de ARMv8-A. También hay rumores en la industria de que esto en realidad se debe a los requisitos de Apple. Aunque se espera que Apple exija gradualmente a los desarrolladores que adopten la arquitectura Arm y también proporcione herramientas de conversión, no todos los fabricantes pueden verificarla y optimizarla la primera vez, por lo que la compatibilidad con el software antiguo sigue siendo necesaria.

El segundo es el método de soporte multinúcleo de Arm. La tecnología DynamIQ lanzada actualmente por Arm permite configurar núcleos grandes y pequeños con diferentes relojes en un clúster con hasta 4 núcleos grandes y 4 núcleos pequeños. Por ejemplo, el Snapdragon de Qualcomm. El Prime Core que se ha utilizado desde el 855 es un diseño con un núcleo súper grande combinado con 3 núcleos grandes y 3 núcleos pequeños; sin embargo, se dice que el enfoque de Apple hacia sus procesadores de la serie A es bastante diferente. Utilice dos clústeres independientes simétricos. La combinación permite activar y desactivar dos clústeres según las necesidades de rendimiento. El autor especula que es probable que Apple amplíe la potencia informática de la CPU necesaria para la informática de alto rendimiento añadiendo más clústeres. Los productos de alto rendimiento aún pueden estar equipados con GPU independientes

▲ ¿La serie MacBook Pro que involucra computación de alto rendimiento aún puede mantener x86 en el corto plazo o conservar el diseño de GPU independientes

Luego regrese a la GPU. En parte, el autor cree que Apple seguirá usando GPU autoplanificadas en el corto plazo. Sin embargo, si desarrolla una línea de productos más eficiente, el autor estima que es probable que coopere con AMD o. Incluso NVIDIA en la etapa inicial, después de todo, todavía hay muchas empresas en el campo de los gráficos profesionales. Hay una gran cantidad de tecnologías de optimización para GPU independientes en las primeras etapas de la migración de plataforma, teniendo en cuenta los costos y riesgos. Creo que Apple no lanzará precipitadamente un diseño de GPU integrado demasiado complejo.

Sin embargo, desde la perspectiva de la integración de software y hardware, el autor cree que los nuevos dispositivos MacOS basados ​​en la arquitectura Arm deberían tener un rendimiento de eficiencia energética bastante bueno, después de todo, la eficiencia de la arquitectura de hardware propio, multi-. la tecnología de integración central y la computación heterogénea, etc., todos son manejados por Apple de suave a duro. Debería ser posible lograr una duración de batería similar a la del MacBook Air actual con una capacidad de batería más pequeña, u obtener una duración de batería más larga con la misma batería. .

Sin embargo, el autor especula personalmente que inicialmente Apple solo introducirá procesadores de arquitectura Arm en dispositivos MacOS livianos de nivel básico, como MacBook, MacBook Air y Mac mini, porque el grupo de usuarios de estos productos es liviano. La línea de productos Pro de alta gama seguirá considerando la ecología y la continuidad del software y continuará cooperando con Intel por el momento. Si PowerPC se transfiere a x86, el autor cree que los productos Pro aún se mantendrán en 2 o 3 años. situación actual.

Aunque Apple puede estar listo, las arquitecturas Arm y x86 aún pueden coexistir durante 2 o 3 años

▲ Apple puede comenzar inicialmente con productos livianos como MacBook, MacBook Air y Mac Mini Migration

<. p> En los primeros días de la migración del sistema, el autor cree que en comparación con la migración de PowePC a x86 en 2006, el sistema debería ser mucho más maduro. No puedo decir que no haya riesgos ni estabilidad iniciales, pero al menos los hay. No habrá tantos problemas como en aquel entonces, después de todo, ha habido rumores de que Apple está probando el precio de Arm para implementar MacOS durante varios años. Se debe especular que este importante plan de transferencia debería anunciarse cuando sea bastante seguro.

Al mismo tiempo, en comparación con el plan Windows 10 on Arm de Microsoft, el autor cree que la optimización del sistema de Apple será mejor, porque Apple es el líder en diseño de software y hardware, pero Microsoft solo depende de los proveedores de sistemas. Desde una perspectiva, si bien el mercado de Windows 10 todavía está dominado por x86, la proporción de recursos de desarrollo de Arm de Microsoft sigue siendo mucho menor que la de x86 (como el modo de compatibilidad x86 de 64 bits que aún no se ha anunciado), pero cuando Apple ha planeado Si se transfiere la arquitectura, la arquitectura Arm es el único futuro de Apple, y la mayoría de los recursos de desarrollo de la arquitectura del sistema se concentrarán en soportar la arquitectura Arm.

Sin embargo, debido al cambio a la arquitectura Arm, un grupo de usuarios puede desaparecer, es decir, el grupo de usuarios que instalan sistemas Windows en dispositivos MacOS, al fin y al cabo, aunque Microsoft tenga un Windows 10 encendido. Plataforma del sistema Arm, no se proporciona una versión de instalación para el consumidor. El autor no cree que la CPU Arm anterior pueda proporcionar una buena experiencia incluso cuando el sistema en sí se ejecuta en modo de compatibilidad x86. Para este tipo de usuarios, esta arquitectura Arm. El plan de transferencia puede ser más triste que feliz.