四次刮骨疗毒,苹果是无可争议的卷王!
一个做系统软件的次刮公司 ,一旦选定了CPU架构,骨疗果无轻易是毒苹不敢更改的 。
因为每次换架构 ,可争软件生态的卷王迁移 ,无异于一次刮骨疗毒 。次刮
但是骨疗果无有一家公司 ,成立以来 ,毒苹光是可争CPU架构就换了4次,真是卷王无可争议的云计算CPU卷王。
1984年 :摩托罗拉 68k
1994年:PowerPC
2006年:Intel x86
2020年 :自研芯片
这家公司就是次刮Apple。

1984年 摩托罗拉68k
20世纪70年代末,骨疗果无Apple II(用的毒苹是MOS Technology 6502处理器)是最受欢迎的计算机之一,尤其是可争在教育领域。
1981年,卷王IBM推出PC以后,销量迅速超越Apple II 。
为了扳回劣势,苹果于1983年推出Apple Lisa,模板下载尽管Lisa支持革命性的图形用户界面,但是高达1万美元的售价和可用软件的缺乏 ,Lisa在商业上并不成功。
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在开发Lisa的同时 ,苹果的另外一个团队也在开发一个叫做Macintosh的项目,目标是面向消费者的,易于使用的香港云服务器计算机 。
在乔布斯接管Macintosh项目以后,Mac变得越来越像Lisa ,配备鼠标和图形用户界面 ,价格仅为Lisa的四分之一。
在选择CPU时 ,团队面临三个选择:
Intel 8088 :

8位数据总线 ,支持640K内存 ,价格便宜(35美元) ,IBM PC也用它,生态系统很好
Zilog Z8000
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16位数据总线 ,支持8M 内存,价格中等(55美元),用的人少,亿华云生态系统不完善
摩托罗拉68000(68K)
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16位数据总线 ,支持16M内存 ,价格较贵(70美元),生态系统一般
在1983年这个时间点,苹果选择了摩托罗拉68K , 主要是为了和IBM PC做出差异化。
另外摩托罗拉68K支持高达16M的内存,这实在太香了 。
1984年,伴随着经典的《1984》广告,Mac发布 ,引发轰动 ,被《纽约时报》誉为“革命性的产品” 。源码下载

从此 ,苹果的产品就和摩托罗拉68K结下了姻缘 。
1994年 PowerPC
在过去的10年 ,Intel和微软结成了WinTel同盟,它们密切合作 ,竞相推出新品 ,新软件与新芯片唱和有致 ,完全垄断了PC产业链的高端 。
不但是苹果,就连PC的发明人IBM ,也被这一套组合拳打得晕头转向,源码库根本无法招架 。
于是IBM转头也和摩托罗拉 ,苹果也组成了一个联盟:AIM ,准备和Wintel抗衡。
AIM瞄准了x86架构的一个关键弱点:使用复杂指令集(CICS),准备狠狠地打击 。
此时精简指令集(RISC)发展成熟,正是街上最靓的仔 。一批RISC CPU展示出了卓越的性能:Sun SPARC, DEC Alpha, MIPS,HP 的PA RISC。
所以AIM也推出了一个RISC CPU: PowerPC。
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PowerPC用流水线的方式提升了性能 ,并且能耗更低 。
但是PowerPC的指令集和摩托罗拉68K指令集完全不同 ,苹果需要迁移生态系统中的所有软件。
不仅所有软件都得编译,有些情况下还需要重写。
这是一个非常艰巨的任务,苹果想了两个招数 :
1.模拟器模仿摩托罗拉的CPU,相当于一个“软CPU”,让之前的软件可以在其中运行 。
“软CPU”会带来巨大的性能损失 ,但是PowerPC性能强大 ,软件勉强可用
2.胖二进制文件在过渡期间 ,对软件进行增肥,同时包含针对 68k 和 PowerPC 架构编译的代码,这样一个软件就可以在多种CPU上运行。
但是当时的硬盘普遍只有80M,胖二进制占有的空间非常烦人,市面上甚至出现了专门的“生意”:剥离胖二进制文件的,把在当前平台上不需要的二进制代码剥离。
总体而言 ,苹果向PowerPC的迁移是成功的。
Wintel联盟展开了最强烈的反击,Intel推出了具有划时代意义的奔腾芯片系列 ,而微软则“珠联璧合”地推出了Windows 95 。
Intel和微软还分别展开了对PowerPC的分化瓦解工作 ,其中微软表现得尤为起劲 。
AIM联盟最终分崩离析 ,2004年摩托罗拉退出芯片制造业务,将其半导体业务分拆为一家名为飞思卡尔半导体的独立公司。
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IBM将PowerPC产品线出售给了AMCC ,专注于64位的芯片设计,只给游戏机制造商提供PowerPC芯片 ,如任天堂的GameCube、Wii和Wii U ,索尼的PlayStation 3和微软的Xbox 360。
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2006 Intel x86
乔布斯回归苹果以后,相继发布了iMac, iPod, iPhone等卓越的产品,苹果再度恢复魔力 。
AIM联盟虽然解散,但PowerPC还在,就是性能差 ,功耗高,开发速度更是缓慢,产品迟迟不能更新 。
在2003年苹果推出第一代Power Mac G5时,乔布斯曾信心满满地承诺 ,IBM与Apple将会很快地将G5芯片提速至3.0GHz ,然而IBM失约了 。
反观Intel持,它总是能续以高效能、极短的开发周期,不断推出新的CPU。
对PowerPC失望的乔布斯决定,迁移到x86。
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苹果再次面对软件迁移的问题,这一次,他们把原来的招数也进行了升级 :
1. 把“胖二进制文件” ,升级为“通用二进制文件” 。
通用二进制文件来源于NeXTStep ,其实和胖二进制文件差不多。
2.动态二进制翻译器Rosetta
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Rosetta 在程序运行时动态地“即时”翻译代码 。
原来的应用程序是PowerPC指令集 ,Rosetta可以在运行时把它们翻译成等效的x86指令集和系统调用 。
下面这幅图展示的是一个基于PowerPC微软Office,运行在x86上的情景。
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ps : 动态二进制翻译也是龙芯为了兼容x86生态所采用的一种方式 。
2020 :自研芯片
苹果产品的最大竞争优势就是 :硬件和软件的紧密集成。
现在硬件的命门捏在Intel手中 ,Intel CPU一旦限制供应或者推迟发布,就会极大地影响苹果的产品路线 ,这绝对不是长久之计。
iPhone的热销,让苹果成为这个星球上最有钱的公司 ,每年可以投入200多亿美元研发,这么多钱 ,完全可以砸出一个属于自己的CPU。
实际上 ,从iPhone4开始 ,苹果已经开始设计自己的A4芯片了 。
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然后是A5,A6...... Apple不断迭代,速度越来越快,性能越来越强。
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这种45度的强势走势十分“恐怖” ,和挤牙膏的Intel形成了鲜明对比 。
终于 ,苹果的CPU强大到足以在个人电脑中使用了。
2020年 ,Apple宣布了Mac CPU的第三次转型:使用自研的M1芯片。
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M1不同于标准的台式机CPU, 它是一个SoC ,也就是把CPU、GPU 、NPU等都集成到了一个芯片上。
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M1的“秘密武器”如统一的内存架构(可以让GPU和CPU共享内存 ,省去了数据复制的开销),异构计算,乱序执行等让它输出高性能的同时,保持了超低的功耗。
采用M1的MacBook 就像变魔术一样,快如闪电,冷却风扇似乎永远不会打开 ,电池一次充电可持续使用一整天。
对于软件的兼容性 ,Apple驾轻就熟,Rosetta 升级成Rosetta 2,可以把Intel x86指令集实时翻译成ARM指令集。
从测试来看 ,Rosetta 2效果不错 ,虽然“翻译”有20%的性能损失 ,但是在强悍的M1面前,使用体验可以接受。
在苹果强大的吸引力之下,很多软件纷纷支持原生的M1,Apple的这次架构迁移恐怕要比前几次更快 。
结语
国产芯片龙芯用的是自有的指令集LoongArch,花了九牛二虎之力 ,也无法建立繁荣的软件生态。为了兼容Intel x86 ,不得不使用类似Rosetta这样的动态翻译程序 。
不仅是龙芯,参与者更加广泛的 、开源的RISC-V也有类似的问题。
可是Apple这家公司 ,竟然把软件生态在不同架构之间迁移了四次,实在是太强悍了 !
仔细想想 ,这和苹果封闭的生态有很大关系 ,苹果换了CPU架构 ,开发者不跟着怎么办 ?但是话说回来,苹果的生态比较优质,跟着苹果就是有肉吃啊 ,大家也乐意跟着走啊!