Apple докажет, что у нее есть кремниевые ноги за пределами ARM на WWDC 2020

article thumbnail

Пандемия COVID-19 вынудила Apple перевести свою Всемирную конференцию разработчиков в формат только для онлайн, но это не помешает событию стать самым ожидаемым событием, когда-либо созданным Apple.

ARM Mac Geddon

Одна из самых захватывающих идей, ожидаемых от WWDC20, — это дополнительное понимание будущих планов Apple в отношении ARM Mac. Широко распространено мнение, что Apple будет обрисовывать стратегию по поставке будущего оборудования Mac с использованием собственного пользовательского кремния, а не процессоров Intel x86, которые работают на Mac с 2006 года.

За последнее десятилетие Apple создала свою собственную силиконовую империю. Первые плоды его работы были впервые замечены при разработке A4, «Система на чипе», разработанной под руководством Джони Сроуджи для питания первого iPad, и iPhone 4. Она также привела в действие первый продукт Apple, который перешел от Intel к ARM. со вторым поколением Apple TV, которое также поставляется в 2010 году.

Джонни Сроуджи

В последующие годы Apple быстро поставляла множество вариантов новых разработок на основе кремниевых технологий каждый год, вкладывая миллиарды в работу, которая была бы полезна только в том случае, если бы она могла непрерывно поставлять огромные объемы нового высокопроизводительного мобильного оборудования, работающего на его быстром росте и эффективные чипы А-серии.

Уже давно ходят слухи о том, что если Apple сможет разработать собственные чипы для мобильных устройств — и для новых форм-факторов, таких как носимые устройства, включая Apple Watch на базе S1, в 2015 году — то, возможно, Apple также сможет создать собственные чипы для Mac.

Часто предполагается, что преимущество использования собственного пользовательского кремния в компьютерах Mac обеспечивает снижение затрат, увеличение времени автономной работы и ускорение инноваций по собственному графику Apple, а не необходимость ждать, пока Intel предоставит необходимые функции.

Фактически, Apple уже предоставляет множество новых функций для своих последних Mac, используя свой собственный кремний в виде чипа T2, который обеспечивает оптимизированную обработку мультимедиа, шифрование, безопасность и поддержку функций от Touch ID и Touch Bar до SideCar и Эй Сири.

Если Apple перенесет всю свою архитектуру обработки Mac с Intel, основной сдвиг, по-видимому, будет заключаться в переносе кода ЦП с Intel x86 на ядра ЦП архитектуры ARM, которые он использовал в течение последних десяти лет новых чипов серии A. По этой причине переход на собственные чипы Apple часто называют переходом на ARM. Это больше, чем это, однако.

Высокоэффективный ARM

Архитектура ARM развивается уже несколько десятилетий. ARM возникла как чистая новая архитектура процессора RISC у британского производителя ПК Acorn в конце 1980-х годов. В начале 1990-х Apple координировала свои действия с Acorn, чтобы адаптировать свой дизайн для питания своего нового портативного устройства Newton MessagePad с батарейным питанием. Эта новая архитектура ARM для мобильных устройств стала действительно популярной после того, как в конце 90-х Nokia и другие производители телефонов начали использовать ее для производства огромных объемов своих мобильных телефонов с низким энергопотреблением.

ARM чип

К 2001 году Apple разрушила любые планы на будущее для карманных компьютеров Newton, но у нее появилась новая причина использовать чипы ARM в своем новом iPod. В течение следующих пяти лет Apple быстро использовала невероятные миллионы чипов ARM для питания широкого спектра своих портативных музыкальных плееров. Затем он использовал ARM SoC в сочетании с мощным графическим процессором для доставки iPhone, который упаковал почти полную среду Mac в мобильное устройство, способное работать как телефон, мультимедийное устройство и платформа приложений, подключенных к Интернету.

В 2010 году iPad от Apple, работающий на А4, повысил удобство работы с iPhone до более крупного формата полностраничных страниц, благодаря которому оптимизированные портативные компьютеры стали доступны для новой аудитории — от обучения до команд продаж, пилотов самолетов и других специализированных секторов мобильного предприятия. Для Apple продажи iPad выросли так же, как и продажи обычных Mac, с точки зрения выручки, и значительно выросли с точки зрения поставок.

Охват и расширение ARM

Тем не менее, история Apple по изготовлению кремния с использованием процессорных ядер ARM выходила за рамки технологии, которую она лицензировала у ARM, Ltd. Некоторые из самых больших технологических достижений Apple, такие как 2012 A5X с новым Retina Display iPad 3, были доставлены в основном через массовые улучшения графической архитектуры графического процессора, а не только его общие вычислительные ядра ARM.

После быстрой разработки полностью индивидуального дизайна ядра ARM с A6, который был тщательно оптимизирован для конкретных потребностей iOS, Apple начала использовать мобильные видеоигры с iPad A6X.

Другой примечательный пример — A7 2013 года, который представил первый 64-битный ARM ISA, используемый в мобильном устройстве. Apple так далеко опередила остальную часть отрасли, применив расширенную реализацию ARM, что некоторые конкуренты не поверили в то, что видели, в то время как некоторые блоггеры просто настаивали на том, что Apple, должно быть, неверно представила свою работу, чтобы обмануть публику.

К 2014 году Apple может перевести производство своей A8 на самый совершенный в мире завод по производству микросхем на тайваньском TSMC, достигнув новых скачков в производительности и эффективности, которые не были связаны с дизайном самой архитектуры ARM.

За последние пять лет Apple представила новый пользовательский кремний, который также выходит за рамки ARM. Это включает в себя такие функции, как пользовательский контроллер хранения Apple и его процессор сигналов изображения, используемый для оптимизации функций камеры и использования мощных вычислительных технологий фотографии для различения iPhone и iPad.

Уникальные особенности Apple iPhone X использовали преимущества пользовательского A11 Bionic SoC, который представил специализированные логические ядра нейронной сети, маркированные как «Neural Engine», чтобы выполнять специализированные вычисления машинного обучения гораздо быстрее и намного эффективнее, чем просто запускать их на ЦП или на GPU со специализированными функциями AI. Как и теперь пользовательский графический дизайн Apple, Neural Engine — это не «ARM Architecture».

Нейронный Двигатель

Apple привлекла внимание к своему «бионическому» Neural Engine, который не является «ARM»

Apple также, очевидно, расширила даже свою ARM ISA, выпустив A13 Bionic из семейства iPhone 11 и iPhone SE не только с усовершенствованным Neural Engine, но и с новыми ускорителями машинного обучения в ядрах процессора, известными как блоки AMX. Apple утверждает, что ее блоки AMX в математике в шесть раз быстрее по сравнению с ядрами CPU предыдущего поколения.

Пользовательские усовершенствования, которые Apple строит на своих ядрах ARM, в сочетании с логикой, отличной от ARM, от Apple GPU до Neural Engine и другого пользовательского кремния, упакованного в мобильные SoC, — все это приводит к увеличению числа микросхем ARM. на самом деле не просто чип ARM.

Оставаться совместимым с ISA, таким как ARM или Intel x86, важно только в том случае, если код должен работать на будущих поколениях продуктов этого дизайнера чипов. Это означает, что если Apple перенесет свои Mac с Intel, она получит полный контроль над тем, куда может пойти Mac. Ему больше не нужно следовать будущей дорожной карте, которую выложит Intel.

Apple может гибко перенести работу пользовательского интерфейса macOS и ускорение задач своих приложений на новые типы процессорных процессоров, почти так же, как и в начале 2000-х годов, когда она все больше переключала свой пользовательский интерфейс на графический процессор, чтобы масляный быстрый интерфейс, сначала на Mac, а затем на iPhone и iPad.

В течение следующего десятилетия мы увидим все более широкое использование новых типов обработки, которые основаны на машинном обучении, искусственном интеллекте и нейронной обработке — на основе нашего собственного понимания того, как работает сам мозг. По мере того, как мы выходим за пределы традиционного ЦП, который с 1980-х годов рассчитывал большинство стандартных вычислений на ПК, способность Apple создавать собственные кремниевые SoC и носимые компоненты System in Package для обработки, оптимизирующие логику специально для требуемых задач, будет становиться все более важной и необходимой. выделиться и опередить товарных конкурентов, которые в основном сосредоточены на поставке вчерашних смартфонов по низким ценам.

Неудивительно, что Apple теперь хочет привнести еще больше гибкости и оптимизации в свои обычные вычислительные платформы Mac.

Соцсети