Apple が Mac に搭載されている Intel の x86 チップを独自のカスタム ARM アプリケーション プロセッサに置き換える計画があるという噂が長い間流れてきましたが、MacGPU は Apple のシリコン設計チームが利用できる潜在的により価値のある一連の機会の 1 つであり、おそらく Apple が AMD を破った歴史を再現する可能性があります。モバイル グラフィックス プロセッサでは Nvidia、モバイル CPU では Intel。
基づいて構築するIntelがモバイルチップ事業をAppleに失った経緯、2 番目のセグメントでは、Apple がどのように力を入れて参入できるかを検討します。クアルコムのベースバンドプロセッサ事業、および 3 番目のセグメントAMDとNvidiaがモバイルGPUチップ事業をAppleに奪われた経緯、この記事では、AMD と Nvidia がデスクトップ GPU 市場における新たな競争の脅威にどのように直面する可能性があるかを考察します。
Apple の GPU (および GPGPU) に対する願望
Apple がベースバンド プロセッサで Qualcomm に突きつけている脅威と並行して、ARM ベースの Mac よりもはるかに大きな可能性を秘めていると思われる Apple の第 2 の見通しもあります。それとは対照的に、Apple は iOS と Mac での GPU の標準化に注力する可能性があります。クロスプラットフォーム CPU アーキテクチャとして ARM を標準化しています。Apple は、クロスプラットフォーム CPU アーキテクチャとして ARM を標準化するのではなく、iOS と Mac で GPU を標準化することに注力する可能性があります。
このような動きにより、Mac から AMD および Nvidia GPU が廃止され、同じ Imagination Technology に置き換えられる可能性があります。PowerVR GPUApple が iOS デバイスで使用しているアーキテクチャ
今日のA8Xモバイル GPU (iPad Air 2 で使用) は、AMD や Nvidia の Mac 専用 GPU と同じクラスではありませんが、Apple の既存の A8X CPU や Intel のデスクトップ x86 チップにも当てはまります。
ただし、GPU 処理機能のスケールアップは、概念的には CPU のスケールアップよりも簡単です。これは、単純で反復的な GPU タスクの方が、CPU を対象とした汎用コードよりも並列化および複数のコア間での調整が容易であるためです。
Apple は、2009 年に Apple の元ソフトウェアエンジニアリング担当上級副社長 Bertrand Serlet が OS X Snow Leopard に導入した機能である Grand Central Dispatch を使用して、さまざまなアーキテクチャの複数のコアと複数のプロセッサにわたるタスクのキューを管理するための多くの作業をすでに完了しています。その後 iOS 4 に組み込まれました。
また、CPU を Intel から ARM プロセッサに置き換えるのと対照的に、PowerVR GPU への移行は段階的に展開するのが容易になります (たとえば、ローエンドの Mac から始めます)。これは、OpenGL を使用すると、既存のグラフィックス コードが異なる GPU 間で動作できるようになり、サードパーティ アプリ開発者の移行作業が大幅に簡素化されるためです。移行を管理するために、洗練されたロゼッタ スタイルのテクノロジーは必要ありません。
開発者が OpenGL 独自のオーバーヘッドを回避できるようにすることで、OpenGL によって課せられるオーバーヘッドを回避できます。金属原薬, Apple はすでに、64 ビットモバイルチップからコンソールクラスのグラフィックスを同調させることができます。昨年の夏、一連の主要なビデオ ゲーム開発者が、Metal のおかげで Apple の A7 上で動作するデスクトップ 3D グラフィックス エンジンをデモンストレーションしました。
わずか 6 か月前、Nvidia は、デスクトップ製品から採用された同社の Kepler GPU 設計を組み込んだ Tegra K1 プロトタイプで実行される同じデスクトップ グラフィックス エンジンのデモンストレーションを主催して注目を集めていました。
しかし、そのチップは非常に大きく非効率だったので、年末になってもスマートフォン内で動作させることはできなかった（そして、Nvidiaはこのチップで携帯電話市場に取り組む計画はない）。対照的に、Apple は Metal を使用して、当時の主力携帯電話で同様のパフォーマンスを発揮していました。前年）。
Mac が今日の A8A の GPU の強化版 (または複数のGPU を並行して) 実行しているため、Apple は Imagination からライセンス供与された独自の PowerVR GPU 設計を利用して、Mac で Metal ゲーム開発を行うことができるでしょう。
クロスプラットフォーム受粉
Apple はすでに、エントリーレベルの Mac で Intel の統合 HD グラフィックス (ハイエンド構成では Iris および Iris Pro というブランド名。これらは Intel のプロセッサ パッケージに組み込まれている) を使用しており、現在、Pro モデルではディスクリート Nvidia GeForce または AMD Radeon と FirePro グラフィックスの両方を提供しています。 。
Apple は独自の PowerVR GPU シリコンを組み込むことで、Metal を活用してエントリー レベルの Mac のグラフィックス パフォーマンスを向上させることができました。さらに、Metal は OpenCL スタイルの GPGPU (GPU 上の汎用コンピューティング) も処理するため、iOS スタイルのアーキテクチャを組み込むことで、コンポーネントのコストを大幅に追加することなく、暗号化から iTunes トランスコーディング、Final Cut ビデオ エフェクトに至るすべてを高速化することもできます。
iOS と OS X はどちらも頻繁に使用しますハードウェアアクセラレーショングラフィックスユーザー インターフェイスでスムーズなアニメーション、半透明、その他の効果を作成します。
同じグラフィックス ハードウェアを標準化することで、2 つのプラットフォーム間の新しいレベルの相互受粉が可能になります。確かに、まったく異なるユーザー インターフェイスを単純に融合してハイブリッドの「iOSX」を作成する以上のことです。ユーザー、開発者、Apple 自体にとってメリットがほとんどなく、Windows 8 が現在失敗しているにもかかわらず、これは必然であると予測するのが一般的になっています。 Microsoft の「フリーサイズ」製品戦略として。
Apple が Mac の x86 CPU を独自の Ax ARM アプリケーション プロセッサに置き換えるというアイデアそのものが、いずれにせよ Imagination GPU アーキテクチャへの切り替えを必要とするように見え、初期の GPU 移行は、Mac 上の Intel の最終的な置き換えに向けた足掛かりとなります。
簡単すぎませんが、そうしないことは不可能です
もちろん、Apple にも同様の理由がいくつかあります。離れたくないかもしれないIntel の x86 は、Nvidia と AMD の GPU にも適用されます。両社は、複製するのが決して簡単ではない (またはリスクがない) 最先端のテクノロジを開発しました。
しかし、Apple が GPU に熱心に興味を持っていることは明らかであり、ビデオ ゲーム グラフィックスだけでなくシステム全体のユーザー インターフェイス アクセラレーションや GPGPU など、重要なコンピューティング エンジンとして GPU を強調する Mac 用の最新コンピューティング アーキテクチャを開発しました。
Apple の新しい Mac Pro アーキテクチャ (上) には、GPU の処理速度と洗練性が一般に CPU よりも速いペースで向上しているという事実を明確に認識して、コア ヒートシンクの 3 つの側面に 2 つの GPU と 1 つの Intel CPU のみが組み込まれています (特に Intel の x86)、複数の GPU は、複数の CPU と比較して、生産的に稼働させ、完全に活用するのが簡単です。
Apple の最新の Ax パッケージを拡大すると、同じ現象が見られます。Chipworks による以下の画像に見られるように、その GPU コアには、3 つの CPU コアを搭載した A8X であっても、ARM CPU よりも多くの専用表面積が与えられています。
変化に強い独占は今や衰退しつつある
Apple が Intel の x86 から ARM に移行するというあらゆる憶測も、より根本的な変化の可能性を考慮していません。 CPU を別の CPU アーキテクチャに置き換えるのではなく、Mac 上のほとんどすべての重い処理を一連の強力な GPU に移動し、比較的 CPU を基本的なタスク マネージャーとして使用してはどうでしょうか?
PC コンピューティングの世界が Intel と Microsoft によって支配されていたとき、Wintel パートナーのいずれかのビジネス モデルを脅かす可能性のある変更を加える可能性はほとんどありませんでした。 PowerPC と AMD64 は Intel によって反対され、Unix と OpenGL は Microsoft によって反対されました。そのため、ハードウェアでもソフトウェアでも何か新しいことを実験する余地はほとんど残されていませんでした。PC コンピューティングの世界が Intel と Microsoft によって支配されていたとき、Wintel パートナーのいずれかのビジネス モデルを脅かす可能性のある変更を加える可能性はほとんどありませんでした。
この 2 社は、パートナーシップにおいて急速な革新をうまく進めることさえできませんでした。Microsoft は 1980 年代後半に Intel の新しい i860 RISC プロセッサを目指して Windows NT プロジェクトを開始しましたが、Wintel の市場勢力によって x86 への回帰を余儀なくされました。それから 10 年後、Microsoft は Windows を Intel の 64 ビット VLIW Itanium IA-64 アーキテクチャに移植しましたが、約束されたパフォーマンスの飛躍を達成できず、根本的な新しいチップの失敗に終わりました。
コンシューマ市場では、Microsoft が Windows CE で PDA ビジネスを立ち上げようとし、Intel はそのようなデバイス用の ARM チップを開発する DEC の StrongARM チームの維持に努力を注ぎました。結果は圧倒的なものでした (そしてコンセプト全体は、PC にとって真に新しい考え方ではなく、主に Newton と Palm から流用されたものでした)。
その後 15 年間、同様の定型的な x86 Windows ボックスを構築し続け、Microsoft が x86 のモバイル制限に悩まされる一方で、Intel は最終的に Windows の失敗に不満を抱きました。 Microsoft を含む彼らの単独の取り組みARM チップを使用した Windows RTそしてインテルの高価な実験Linux と Android は成功していませんし、独創的な考え方もありません。
PCの外で考える
私たちは現在、IBM が 1982 年の PC のコアジェントとしてインテルとマイクロソフトを初めて任命して以来、変化や新しいアイデアを受け入れることのできなかったコンピューティングの新たなフロンティアにいます。この製品は、インテルの最悪のチップと、マイクロソフトがライセンスを取得したより優れたソフトウェアを組み合わせた製品です。 IBM は、ビジネスマシンにおける自社の独占に実際に重大な影響を与えないことを望んでいた「パーソナル コンピュータ」製品です。
Apple 自身の実力主義による PowerPC の採用は 2005 年に市場の現実によって無視され、自社の Mac (および 2007 年の新しい Apple TV) に Wintel フレンドリーなアーキテクチャを採用せざるを得なくなりました。しかし、2010 年までに Apple は ARM 搭載の iPod と iPhone を大量に販売したため、20 年前に共同開発したモバイル ARM チップをベースにしたまったく新しいアーキテクチャを導入できるようになりました。
2010 年に iPad を発表したとき、それは単なるコンピューティング用の薄い新しいフォーム ファクターではなく、Wintel 以外の新しいアーキテクチャでした。他の企業はすでに ARM チップを使用して電話機や PDA を製造していましたが、主流の ARM コンピュータは 20 年近く成功していませんでした。
同年、Apple はセットトップ ボックスを同じ ARM アーキテクチャに変換して、Apple TV (下図) を根本的に簡素化し、はるかに低価格で提供できるようにしました。この製品がすでに PowerVR グラフィックスを使用しているという事実は、Apple が Mac ラインナップでできること、そして Apple Watch をはじめとする他の新しい製品カテゴリでほぼ確実にできることの前兆となる可能性があります。
Microsoft は、グラフィックス向けに OpenGL ではなく独自の DirectX API を推進することで、1995 年から 2005 年まで PC ゲーム、オペレーティング システム、シリコン チップ設計に対する支配的な支配を維持しました。 Apple は Mac で OpenGL のサポートを強化するために懸命に戦ったが、iOS の成功は DirectX に最も壊滅的な打撃を与えた。これは、独自の Windows Media フォーマットをすべてのモバイル チップに押し込むという Microsoft の願望に MP3 再生 iPod が与えた影響と同様である。
Mac 上の Imagination GPU をスケールアップすることで、Apple は Nvidia や AMD の高価なチップへの依存を減らし、Metal や GPU 中心のコンピューティングのサポートを強化することができ、同時に、より多くの機能を推進することで Intel CPU への依存を縮小する可能性があります。独自の GPU へのコンピューティング負荷。
Apple はイマジネーション社の株式約 9% を所有しており、IP 企業の最大の顧客として、Apple は約 9% の株式を保有しています。33パーセントイマジネーションの収益の一部。このため、Apple は AMD や Nvidia による GPU 開発への資金提供を続けるのではなく、PowerVR グラフィックスの拡張を追求することに強く動機付けられています。
これはすべて以前に起こりました:AMD と Nvidia がモバイル GPU チップ ビジネスを Apple に奪われた経緯 - Samsung と Google の支援を受けて
Isamu 
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