Apple の Mac が Intel x86 を捨てて ARM に移行できる理由

2005 年、スティーブジョブズは、Apple が Mac を PC 標準の Intel x86 プロセッサを使用するように移行すると発表しました。 15 年後、Apple はテクノロジーの将来においてはるかに重要であることが判明する可能性のある別の CPU シフトを行う準備ができているようです。その理由は次のとおりです。

過去 5 年間のチップ業界の急速な変化

5年前、私はこう書きました。Apple が Intel Mac のカスタム ARM チップへの移行を妨げる可能性がある 5 つの障壁これらの要因が Mac がまだ ARM プロセッサに移行していない理由を確かに説明していますが、過去 5 年間で状況は大きく変わりました。

Apple が元々 Mac を Intel に移行したのには正当な理由がありました。 2006 年当時、Apple には重要な社内チップ設計チームがなく、独自のチップ技術を開発するための莫大な資本もありませんでした。インテルがすでに行っており、販売可能なものを活用することは理にかなっていただけでなく、当時アップルが利用できた数少ない選択肢の中で断然最良のものでした。

しかし、2007 年に iPhone を発売し、カスタム ARM アプリケーションプロセッサ設計への投資を開始した後、独自のカスタム A4 チップを使用して 2010 iPad を提供できるようになりました。Intelプロセッサではなく, Appleはゲームのルールを段階的に変更し始めた。

アップル A4

2015 年までに、Apple は世界有数のモバイルチップ設計会社の 1 つとなり、収益性の高いモバイルデバイスの大量販売のおかげで、野心的な新しいプロジェクトに着手するための 1,500 億ドルの現金を保有していました。今日まで遡ります。Apple はさらに 5 つの新世代 A シリーズチップを提供しており、現在では Intel のモバイルノートブックプロセッサに匹敵するものとなっています。

Apple が Mac の将来を完全に Intel チップに依存していた時代から、10 年間にわたる高度な A シリーズモバイルアプリケーションプロセッサの開発において Intel よりも優れた地位にある今日の地位に至ったことは、Microsoft の初期の歴史にいくらか似ています。シフトする80 年代半ばには Macintosh に依存していた Office アプリベンダーから、わずか 10 年後には PC 業界をリードする OS ベンダーになりました。

インテルはプロセッサー技術で快適なリードを維持できていない

一方、インテルは、iPhone から iPad Pro までのデバイスで使用されている Apple の内蔵 A シリーズアプリケーションプロセッサを大きく上回る競争力を維持できるほどの x86 プロセッサの効率や計算能力の大幅な向上を実現していません。 Mac も Apple のカスタムチップに移行すべきだという主張はますます強くなっています。

さらに、1990 年代以来 Intel の x86 チップ開発を推進してきた WinTel PC の売上はここ数年頭打ちになっています。 Apple の Mac 売上の伸びは、長年にわたり、ほぼすべての四半期で、より大きな PC 業界を上回っています。 PC 販売台数の新たな伸びはほとんどなく、PC ノートブックの価格崩壊は研究開発における新たな大きな飛躍を促進していません。代わりに、インテルは、より魅力的な市場で収益を上げられる他のタイプのプロセッサーの開発に注力してきました。

Intel は、モバイルアプリケーションプロセッサ市場への参入を試みました。アトムx86GoogleやAndroidと提携し、PCサーバー向けのプレミアムチップの販売強化を図ってきた。従来の x86 CPU 以外にも、Intel は Infineon を買収してベースバンドプロセッサ市場に参入しました。これらのモデムチップは、専用の ARM CPU と、モバイルデバイスのワイヤレス機能を管理する無線回路を組み合わせています。

モバイルブロードバンドチップでの関連性を獲得しようとするインテルの最近の取り組みは、アップルが同社のモデムをiPhoneに採用したことで一時的に勝利を収めた。しかし、将来の iPhone にはクアルコムのモデムが使用され、最終的には Apple 独自のモデムが使用されることになり、インテルはモバイルビジネスもすべて失い、5G 競争から完全に撤退することになりました。

PC チップメーカーとしての Intel の全体的な業績が衰えるにつれ、Apple が x86 から撤退したくない理由として以前挙げられたもう 1 つの要因も、それほど重要ではなくなってきているようです。 x86 Mac を標準化することで、Apple は Intel と AMD の両方からチップをデュアルソースで提供できる可能性があります。しかし、Apple は決してこれを実行せず、同時に、複数のソースを維持せずに独自の A シリーズチップを提供する際に実際の問題を抱えたこともありませんでした。

モデムをめぐる争いの末、アップルは独自の供給品を所有する準備ができている

Apple が Intel に依存するのではなく、Mac プロセッサを自社で供給したい理由を理解するには、Qualcomm と Intel からのモバイルモデムベースバンドプロセッサの供給を管理するために戦ってきた Apple の最近の歴史を考えてみてください。

アップル幹部説明したクアルコムの裁判中の法廷証言で、彼らは2013年のiPad mini 2にインテルのモデムを使用しようとしていたが、クアルコムはアップルをクアルコムのチップに独占的に依存し続けるために「頭に銃を」のように権力を行使したと述べた。

契約上の論争が高まるにつれ、Apple は Qualcomm に代わる製品にますます関心を持ち、Intel が実行可能なロードマップを提供してくれることを期待しました。 2016 年と 2017 年に、Apple は Qualcomm と Intel の両方のベースバンドプロセッサを使用した iPhone 用のデュアルソーシングモデムを開始しました。しかし2018年、クアルコムはアップルへの自社チップの販売を全面的に拒否し、iPhoneはインテルのモデムを使用することを余儀なくされた。

しかし、インテルの既存モデムはクアルコムにほんのわずかの差でしかなかったが、今後の 5G モデムへの移行ではクアルコムがさらに大きなリードを獲得する可能性があるように見え、Apple の将来の iPhone がクアルコムベースの Android に後れを取る恐れがある。5Gへの移行。

インテルが競争力のある期間内に独自の 5G モデムを提供できないことが明らかになったため、アップルはクアルコムと和解し、インテルへの希望を消し去り、代わりに社内での構築計画を想定しながら、クアルコムのモデムへの短期的な依存に対処することを選択しました。 iPhone モデムの独自の将来の道。

Apple がインテルから独立した独自のベースバンドモデム開発に自信を持って投資できるのであれば、これまで一度も取り組んだことのない非常に専門的な事業であるが、カスタム CPU 設計ビジネスに参入したことを考えると、Mac 用の独自のアプリケーションプロセッサの開発にもっと自信を持つはずだ。 10 年以上前にカスタムモバイル CPU でモバイル業界をリードしてきました。

Apple の A シリーズモバイルチップは、ライバルのアプリケーションプロセッサを圧倒してきました。テキサス・インスツルメンツ、エヌビディア、クアルコム、そしてサムスンであり、ファーウェイの製品を含む並行するカスタム ARM 開発よりもはるかに先を行っています。キリン。携帯電話やタブレットのモバイル市場には世界の PC よりも多くの資金があることを考えると、Apple はモバイルにおける巨大で高収益かつ非常にユニークな立場を利用して、既存の CPU および GPU テクノロジーを適応させて Mac 用のプロセッサを構築できることは明らかです。ノート。唯一の質問は、「そうしたいですか？」ということです。

ハードウェア面では、Apple はモバイル A シリーズチップ用に独自のカスタム CPU を構築するだけではありません。 A シリーズチップパッケージには、Apple 独自の GPU に加え、カスタムメモリコントローラー、ストレージコントローラー、Touch ID および Face ID に関連する認証を管理するための Secure Enclave、高度なカメラ機能をサポートするカスタム画像信号処理、カスタム暗号化シリコンも含まれるようになりました。ブートセキュリティ、フルディスク暗号化、オーディオとビデオを復号化するための高度なコーデックを提供します。

これらの機能の多くは、Intel の x86 チップにも組み込まれています。しかし、Apple は Intel のカスタムシリコンへの依存を高めるのではなく、独自のカスタム T シリーズチップを最新の Mac に追加してきました。最新のT2チップTouch ID、Touch Bar、FaceTime カメラ機能、セキュアブート、ディスク暗号化、高度なメディア復号化と圧縮などの iOS と同様の機能をサポートします。

アップル T2

Mac は引き続き、Intel の統合 GPU または AMD の専用 GPU ハードウェアを使用します。しかし、ここでも Apple は Metal による独立層を導入しました。 iOS と Mac の両方の開発者は、利用可能な GPU を活用する Apple の Metal API に書き込みます。これにより、Apple が将来の Mac に独自の GPU を導入し、既存のソフトウェアのサポートを継続することがますます可能になります。

特定の CPU アーキテクチャに対するソフトウェアのサポートは、長い間、Intel の x86 アーキテクチャや ARM アーキテクチャなどの特定のアーキテクチャの現状を支持する要因でした。技術的に優れた設計を備えた新しい CPU アーキテクチャを開発することはそれほど難しくありませんが、その新しいシリコンをサポートするためにソフトウェアのインストールベースを移行することは歴史的に非常に困難でした。

Intel 自身も、x86 を i960 および i860 の強化された RISC 設計、あるいは Itanium IA64 の同様にまったく新しいアーキテクチャに置き換えようとする取り組みの中で、この問題に遭遇しました。 Apple が Motorola および IBM と協力して PowerPC を導入しようとした取り組みでも、同様に、新しいチップアーキテクチャを導入する際の最大の問題の 1 つは、許容可能な速度で実行できる十分なネイティブソフトウェアを提供および配布できるかどうかであることがわかりました。

iPhone、そして iPad の導入により、Apple は ARM アーキテクチャチップ用の新しいソフトウェアを作成することに大きな関心を集めました。 Apple は、プログラマーが Apple の API に書き込めるようにするために必要なコンパイルインフラストラクチャをすべて提供することでこれを容易にしました。これにより、Apple が 2013 年に新しい 64 ビット A7 を発表するときなど、将来のプロセッサの移行を処理する作業が簡素化される可能性があります。

Google の Android と Microsoft の Windows Mobile は、マルチプロセッサアーキテクチャのサポートにさらに意欲的に取り組んでいます。しかし、Microsoft が行っていたように、1 つのチップ向けに特別にコンパイルされたソフトウェアは別の携帯電話では動作しない、あるいは Google の Android 用汎用ビットコードのソフトウェアは特定のプロセッサ上で高速に動作するように最適化されていないという問題は残りました。

Microsoft が ARM プロセッサ上で動作する Windows RT をリリースしようとしたとき、新しいマシンでは既存の Windows ソフトウェアを実行することさえできませんでした。一方、Android スマートフォンの大部分はすべて ARM プロセッサを使用していましたが、Android の「どこでも実行できる」という性質により、特にどこでも実行できるように最適化されたものはありませんでした。同等の処理能力と少ない RAM を備えた iPhone でも、同様の仕様の Android スマートフォンよりも同等のソフトウェアをより良く実行できます。

MicrosoftのARMベースのSurface RTはWindows PCソフトウェアを実行できなかった

Apple のアプローチは、特定のチップアーキテクチャで iOS アプリを実行するようにコンパイラを最適化し、Apple が必要に応じてそのソフトウェアを新しい最適化されたアーキテクチャに移行できるようにすることでした。繰り返しになりますが、これにより、Apple は最初の 64 ビットモバイル ARM チップを導入し、それを活用できるようにソフトウェアがコンパイルされたことを迅速に確認できるようになりました。

さらに、Apple は、ユーザーのハードウェアに固有の最適化されたコードを提供する機能を継続的に強化しました。どのバージョンのソフトウェアを購入するかをユーザーに判断させるのではなく、App Store 自体が特定のデバイスでの実行に必要なコードを決定して配信できます。ユーザーは、基盤となるハードウェアについて何も知らなくても、1 つのアプリを購入すると、最適化されたバージョンが複数の異なるデバイスに自動的に配信されます。

iOS でのこの作業はすべて Mac に変換できます。 App Store は、正しいバージョンのソフトウェアを新しいハードウェアに配布する上で大きな役割を果たします。これは、Apple が ARM モデルと x86 モデルを組み合わせて導入し、App Store を通じて最適化されたソフトウェアの配布を処理できることを意味し、何らかのエミュレーションや変換を行わずに x86 からの移行を長年妨げてきた問題を解決できることを意味します。

並行して、Apple は開発者が既存の iOS アプリを利用できるようにし、実行できるように調整する新しい Catalyst を介して macOS Catalina 上で動作します。これにより、プロセッサ依存の問題に関係なく、利用できるタイトルの範囲が広がります。過去 2 年間で、Apple は iOS と Mac の両方の App Store を大幅に強化し、新しいタイトルを簡単に見つけられる厳選されたエクスペリエンスを提供しました。

macOS Catalina では、Catalyst により iPad アプリを Mac に移行できるようになります

などの新たな取り組みと組み合わせることで、アップルアーケード、アーキテクチャ固有のコードを提供するツールが完成しつつあるのと同じように、これにより、Mac で利用できるソフトウェアの完璧な嵐が生まれています。これに加えて、Apple は法人向け販売でも進歩しており、Windows や x86 チップの重要性が薄れているにもかかわらず、Mac に関してこれまでで最も強力な市場を生み出しています。

つまり、Apple が x86 チップを搭載しない新しい Mac を発表するための理想的な条件に近づきつつあるのです。おそらく Apple は、将来の iPad Pro に向けて、強力なバージョンの A14X チップを搭載したエントリーレベルのノートブックをリリースする予定であり、同様にスケールアップされた Apple GPU を搭載する可能性もあります。

また、Apple が処理能力の大幅な向上を実現できる新しい CPU チップアーキテクチャにさらに大胆に移行する可能性もあります。私たちはすでに、Apple が独自のカスタム GPU (グラフィックスのレンダリングで一般的な反復タスクを実行するように調整された実質的に超並列プロセッサ) を構築し、A12 Bionic で初めて導入され、特に AI 処理用に調整された新しいニューラルエンジンを提供する取り組みを見てきました。。

Apple はまた、特定のタスクに最適化できるカスタムチップである新しいフィールドプログラマブルゲートアレイ (FPGA) も発表したばかりです。に発送します。アフターバーナーこれにより、強力な GPU を備えた超高速 Intel ハードウェアがさらに別のタイプのカスタム処理ハードウェアで専用ソフトウェアを実行できるようになります。

これらの開発は、Apple が Intel CPU を単に ARM CPU に置き換えるのではなく、代わりに特定の種類のタスクに特化したカスタムシリコンエンジンのメッシュに最近の Mac をますます移行させる可能性があることを示しています。そして、最新の T2 Mac、特に Afterburner を搭載した Mac Pro では、それをある程度まで実現しています。

将来の Intel Mac には、Apple GPU、Neural Engine、Afterburner のような FGPA プロセッサを供給するサイドカーカスタムチップが搭載される可能性があります。 Apple はインテル以外の製品も確実に出荷できるようになりましたARM CPUを搭載したMac最適化されたソフトウェアサポートについて心配する必要はありません。さらに、Apple は、当初モバイルデバイスでの使用を目的として設計された ARM アーキテクチャを超える新しいカスタム CPU アーキテクチャを開発する可能性もあります。

Apple が独自の大幅に異なる新しい CPU アーキテクチャを開発した場合、それは iOS デバイスにも拡張される可能性があり、その結果、Apple のすべてのデバイスが独自のプロセッサファミリで動作することになります。これは大きな競争上の優位性となる可能性があり、これは Apple の GPU やその他のカスタムシリコンの取り組みですでに見られた動きです。