来週、Apple の 2020 Worldwide Developer Conference では、Intel の x86 チップから Apple 独自設計の新しいプロセッサへの移行について詳しく説明される予定です。それが次の 10 年のコンピューティングにどのような劇的な影響を与える可能性があるかを見てみましょう。
インテルの何が問題なのでしょうか？
Apple が 2005 年の発表で Mac に Intel のプロセッサを採用したことは有名です。スティーブ・ジョブズ、その新しい概要を説明したiMacWWDC05 は、新しい Intel Mac の購入者が Mac ソフトウェアを引き続き使用できるように、開発者が移行する準備を整えるのに役立ちました。
Intel への移行は、Apple とその Mac ユーザーにさまざまな形で利益をもたらしました。新しい Intel Mac は、x86 チップのスケールメリットを活用して、Apple の既存の PowerPC チップ プロバイダーでは提供できなかった処理能力の定期的な新たな改善を手頃な価格で提供できる可能性があります。
これは、新しい x86 Mac が Microsoft Windows およびそのために設計されたソフトウェアを実行するのにハードウェア互換性があることも意味しました。 Windows を起動するだけでなく、Intel Mac は Mac デスクトップ上で Windows アプリをネイティブにホストしたり、Windows セッション全体を仮想化したりすることもできます。
さらに、x86 PC 向けに書かれたビデオ ゲームを、Mac アプリとして実行するためにより簡単に移植できる可能性があります。
Apple、WWDC05 で Mac での Intel チップのサポートを発表
それでは、過去 15 年間で何が変化したので、Apple は Intel の x86 チップから離れることに興味を持つのでしょうか?重要な要素がいくつかあります。 1 つは、主流の消費者支出と技術投資が PC からモバイル デバイスに移行するにつれて、Microsoft Windows とその Windows ソフトウェアの重要性が劇的に薄れていることです。
Windows と x86 の互換性は一部のユーザーにとって依然として重要ですが、大多数のユーザーにとってはどちらも現在ほど重要ではありません。さらに、x86 ソフトウェアを使用する必要があるほとんどのユーザーは、利用可能な他のさまざまな PC オプションの中で Mac を検討する可能性さえ最も低いことがよくあります。
逆に、ほとんどの Mac ユーザーは、x86 または Windows コードをホストする必要はありません。
によって照合された過去のサービスデータ記録によると、AppleInsider過去 10 年間にわたって、2010 年には Mac ユーザーの約 15% が Boot Camp をインストールしていましたが、現在では通常、Windows をデュアル ブートするように設定されているマシンは約 2% のみです。
Intel Mac に大きな違いをもたらすと予想されていた具体的な分野の 1 つは、ビデオ ゲームでした。しかし、PC ゲームは依然として Windows PC にしっかりと根付いており、移植された Windows タイトルが大量に流入したというだけの理由で Mac が大きく変わったわけではありません。
その一方で、Apple はこれまでに存在しなかったもの、つまり Windows よりも大きく、x86 とは無関係の独自のモバイル プラットフォームも作成しました。過去 10 年間にわたり、Apple は Intel の x86 関連プラットフォームだけに投資するのではなく、自社の独立したツールやインフラストラクチャへの投資を増やしてきました。
これには、Apple のカスタム ARM シリコンのほか、LLVM ソフトウェア コンパイラ、Swift 言語、Xcode 開発ツール、App Store プラットフォーム、次のような新しいサービスが含まれます。アップルアーケード、およびiOSとその類似物を富裕層の顧客が使用するプレミアムスマートフォンの主要なプラットフォームとして確立したすべての関連作業。企業ユーザーが採用するタブレット。そして、次のようなウェアラブルを含む新しいコンピューティング分野でもアップルウォッチそしてAirPods。
インテルがアップルから初めてのノー
前回 Apple が Mac コンピュータで Intel チップを使用するという選択肢に直面したとき、そのような選択肢は存在しませんでした。
1990 年代初頭に、Apple はスタートレック プロジェクトの下、Mac を初期の Motorola 68K プロセッサから Intel x86 チップに移行するというアイデアを社内で検討していましたが、事実上、Mac の既存のサードパーティ 68K ライブラリを移行するのは困難すぎると判断しました。ソフトウェアを Intel x86 チップに移行しても、この移行から得られるものはほとんどありません。
その代わりに、Apple は IBM および Motorola との新たなパートナーシップを追求し、IBM の POWER アーキテクチャに基づいたデスクトップ PC 用のまったく新しいチップ プラットフォームを開発しました。その結果誕生した PowerPC は、Intel の 1980 年代の x86 の遺産の 10 年にわたる重荷を取り除いた、新しく斬新なデザインでした。
新しい PowerPC チップは当初、Apple の PowerMac が Intel ベースの Windows PC との競争力を維持するのに役立ちましたが、Apple ははるかに高速な新しい PowerPC チップでの古いソフトウェアのエミュレーションをサポートしていました。
しかし、PowerPC は新しかったため、このプロジェクトの他の初期パートナーの多くは、Apple のように PowerPC を完全に採用することができませんでした。 2000 年代初頭までに、台数を問わず PC を構築している PowerPC ユーザーは Apple だけでした。
しかし、Apple は PowerPC 開発の方向性を所有したり管理したりしませんでした。 IBMとモトローラのフリースケールは、アップルのMacのニーズに応えることに注力するよりも、自動車やビデオゲーム機向けの組み込みPowerPCチップの設計と構築に主に気をとられていた。
1993 年頃に Apple が Intel に「ノー」と言うことを正当化する状況は大きく変化し、2005 年までに Apple は Mac プラットフォームを Intel の x86 に移行することに「イエス」と言えるようになりました。しかし、アップルは公の場でその決定を祝う一方で、内部ではインテルが関与しない別の計画も立てていた。
インテルからのノー、そしてアップルからのノーバック
1 つ目は iPhone で、Apple は当初、Intel 製 XScale チップを搭載したいと考えていました。当時のインテル最高経営責任者、ポール・オッテリーニ氏は当初、ノーと言った同社の携帯電話プロジェクトがインテルの投資を正当化できるほど成功しないのではないかと懸念し、アップルに訴えた。
それは大きな間違いだったことが判明した。わずか数年のうちに、iPhone での Apple の成功は明らかであったため、Intel 自体も将来のモバイル製品、特に次期タブレットに関して Apple と協力したいと切望していました。 Intel は Apple が次期 x86 Silverthorne モバイル チップ (後に Atom に改名) を選択すると予想していました。
しかし今回、Apple は Intel に「ノー」を突き、その代わりに、次期 iPad とその後の iPhone 4 の両方に電力を供給できる、新しいカスタマイズされた ARM「システム オン チップ」を構築するプロジェクトの開発を開始しました。このプロジェクトは 2010 年に提出されました。A4。
アップル A4
Intelのx86に対するAppleのまたしてもノー
Apple の「ノー」には、すでに Intel x86 チップを使用している別の製品で A4 を使用することも含まれていました。アップルTV。 Apple TV の初期バージョンは事実上、縮小された x86 Mac でしたが、2010 年にこの製品は Apple の ARM SoC を実行する別の iOS ベースのデバイスになりました。
Mac とは異なり、Apple TV は x86 チップを使用しても何のメリットも得られませんでした。その上で Windows ソフトウェアを実行する方法はなく、Intel の優れたパフォーマンスも必要ありませんでした。逆に、Apple の A4 の使用に切り替えたことで、Apple は TV デバイスをはるかに安価で販売できるようになりました。価格は229ドルから99ドルに下がりました。
インテルからの移行が価格低下のすべての理由ではありませんでしたが、アップルのシリコンは、より幅広いユーザーにアピールできるより安価な製品を提供するのに役立ちました。
次の 10 年間にわたり、Apple は自社の A シリーズ シリコン開発に積極的に投資しました。これは、Mac での Intel チップの継続的な使用と並行して、独立して行われました。 Apple の自社モバイル チップへの競争力のある投資は非常に効果的であったため、Intel はモバイル チップにおいて少数派のプレーヤーに追いやられました。結局、アトムは10年が終わる前に打ち切りとなった。
WinTel から ARM 上の Android および iOS へ
Apple のカスタム シリコンへの継続的な投資は、Intel がモバイル分野で実際の市場支配力を確立することを妨げただけではありません。また、Apple のソフトウェア プラットフォームを不可欠なものとして確立するのにも役立ちました。ほとんどのテクノロジーメディアは、Android が消費者向けテクノロジー業界に対する Microsoft のようなコントロールによって「新しい Windows」になるだろうと予測していましたが、実際に起こったことは、Apple がモバイル デバイスのインテルと Windows の両方になったことです。
Android は、新しい Windows になるのではなく、Windows の海賊版の役割を果たすことになりました。つまり、皮肉にも、モバイルへの参入を目指す Microsoft 自身の取り組みを含め、他の実際の競争が勢いを増すのを効果的に妨げる競争力のあるプレースホルダーでした。
Google は、さまざまな汎用ハードウェア メーカー間で広範にライセンスされたプラットフォームを維持するという困難でイライラする作業をほぼ無償で行っていた一方で、Apple は利用可能な利益のほぼすべてを iOS で得ていました。
Android と iOS の両方が ARM に投資している一方で、Apple だけが独自に最適化されたチップのカスタム開発に投資していました。 Apple が過去 10 年間に開発したモバイル プラットフォームは、数千億ドルのハードウェア販売と、さらに数十億ドルの App Store およびサブスクリプション収入を生み出しました。これは、Google の Android をはるかに上回っています。
実際、それらは非常に価値があるため、Google は iOS で検索と広告を提供するためにユーザー ベースにアクセスするために Apple に追加で数十億ドルを支払っています。
Apple のモバイル プラットフォームの規模と重要性は非常に大きいため、現在では PC ビジネスそのものに大きな影を落としています。 Apple は Mac よりもモバイル プラットフォームからはるかに多くの収益を上げています。 Apple のモバイル プラットフォームは、WinTel プラットフォームよりも Mac に貢献できるようになりました。
それは、Apple の最近の戦略から明らかです。プロジェクトの触媒既存の iPad ソフトウェアを Mac に移動します。 Intel Mac でレガシー x86 Windows ソフトウェアをサポートするよりも、最新の iPad コードを Mac に移行するほうがはるかに大きな可能性があります。
WWDC19 で、Apple は iPad ソフトウェアを Mac に導入するための Project Catalyst を発表しました。
また、Apple が、低電力のモバイル デバイス向けに開発されているにもかかわらず、パフォーマンスにおいて Intel の x86 ノートブック チップに匹敵する ARM SoC を開発したことも注目に値します。 Apple には、Mac に最適化された新しいカスタム チップを開発する能力があり、デバイス内で複数のチップを使用する可能性があります。
これにより、従来の x86 コードを新しい Mac に移行するのは難しくなりますが、iPad や iOS の開発者にとっては、既存のコードを Mac に移行することがはるかに簡単になります。
既存のプラットフォームを新しいプロセッサ アーキテクチャに移行することに関連する最大の問題の 1 つは、移行方法既存のソフトウェア ライブラリ。繰り返しになりますが、Apple はこれまで利用できなかった新しいソリューションを利用できるようになりました。
ソフトウェアを販売する開発者アプリストアさまざまなプラットフォーム用にコンパイルし、正しい形式で購入者に自動的に配信できるコードをアップロードできます。これですべての問題が解決されるわけではありませんが、新しいハードウェアへの移行がこれまでより簡単になります。
Apple 自体は、リリース後の新しい 64 ビット iOS プラットフォームの展開を支援するためにこのメカニズムに依存していました。A7。 Mac でも、新しいハードウェア アーキテクチャへの同様の移行により、Mac App Store の採用が同様に促進される可能性があります。ARM Macタンデムで。
ただし、モバイル シリコンにおける Apple の成功は ARM コアだけによるものではありません。 Google と Microsoft はどちらも、ARM ベースの携帯電話、タブレット、さらには従来のノート型デバイスの開発に取り組んできましたが、同様の成功は得られませんでした。
サムスンやファーウェイを含むすべての Android コモディティ ハードウェア メーカーも ARM チップを使用していますが、Apple の iPhone や iPad ほどの商業的成功は得られていません。
Apple は過去 10 年間一貫して、膨大な数の ARM ベースのデバイスを大量に出荷しており、その驚異的な規模により、競争するのは非常に困難になっています。ただし、Apple のカスタム シリコンでの成功は、Intel からチップを購入せずに ARM に投資したというだけの問題ではありません。
Apple のカスタム シリコンの大きな要素は、オペレーティング システムのニーズに応え、差別化機能を可能にする独自の機能を提供するためにカスタム構築できるシリコンの最適化など、垂直統合が可能であることです。 ARM の存在がこれを促進しますが、Apple のカスタム シリコンへの取り組みの価値は、単に ARM 互換の CPU コアの使用を超えて大きくなっています。
Apple の「カスタム ARM チップ」の大部分は ARM ではなくカスタムです
実際、Apple が使用している ARM コアは、カスタム SoC 上の領域のほんの一部を占めています。大部分は ARM ではない GPU コアに当てられます。 Apple は当初、Imagination Technologies から GPU コア設計のライセンスを取得していましたが、その後、独自のカスタム GPU コアの開発に移行しました。
Apple はまた、独自のオーディオ処理、暗号化、ビデオ コーデック、ストレージ コントローラー、人工知能、その他の独自のロジック コアを開発しました。これらはすべて垂直統合され、同じコンポーネント内で量産されるため、規模の経済によって大幅なコスト削減を実現します。
Apple はまた、自社が開発したカスタム シリコンを定期的に再利用して適応させているため、以前の成果のライブラリを持たない競合他社よりも低コストで他の市場に参入できるようになります。たとえば、Apple は iPhone や iPad 用に開発されたコアを使用して、ウェアラブルを駆動するHomePod などの電源デバイス。 Apple TV は、前世代の A チップも定期的に利用してきました。
Apple はまた、主要な ARM CPU コアを除いた A シリーズ チップのロジックの多くを、最近の Mac でサポート タスクを実行するためにすでに使用しています。
Apple は、Mac で使用されているカスタム チップの最新バージョンをT2Touch ID、ハードウェア アクセラレーションによる暗号化とメディア コーデック、Touch Bar と Hey のサポートをサポートします。シリなど、さまざまな機能を備えています。これらの機能の一部は ARM コアまたはマイクロコントローラーによって駆動されますが、他の機能は異なるコア テクノロジを使用します。
ただし、ここでの価値は単に「ARM」を使用することによってではなく、Apple が独自のチップ設計を設計および使用する際に実現できる深い統合と最適化によってもたらされます。これらの投資は非常に高価ですが、競合するのが難しい強固で差別化された機能をサポートできます。
Apple の T2 は、既存の Intel Mac にプライマリ ARM CPU を搭載せずにカスタム シリコンを提供します
Google は独自のツールを作成することでこれを実証しましたビジュアルコアPixel スマートフォンでの写真撮影を強化するシリコン。これは非常に費用のかかる取り組みでしたが、ハードウェアの大幅な売上につながらなかったため、あまり成果は上がりませんでした。
実際、これまでで最も成功した Pixel スマートフォンは、同社の中で最も安価なスマートフォンでした。ピクセル3a、同社のカスタムイメージングコアもまったく使用していません。実際、カスタムシリコンを使用しないことで手頃な価格を実現しています。 Apple はカスタムシリコンを簡単そうに見せていますが、決してそうではありません。
マイクロソフトはまた、同社の Surface ノートブックにクアルコム製の「カスタム ARM プロセッサ」が使用されていると発表して波紋を呼びましたが、使用したチップについては、わずかに高い速度で動作すること以外に特筆すべき点は何もなかったため、これは主に宣伝でした。クロック速度。
カスタムシリコンについて話したり試してみたりすることと、Apple が提供した仕事との間にある大きな隔たりは、Apple が今後何を達成できるかについての展望を与えてくれます。これには、既存のモバイル デバイス、新興のウェアラブル ポートフォリオ、高度なカスタム シリコンを搭載した新しい Mac、さらには健康から家庭への統合、その他の有望なカテゴリに至るまでまったく新しい役割を果たす未発表のデバイスが含まれます。
注目すべき例の1つは、噂されているものです。アップルグラス非常にコンパクトなパッケージでイメージング、モーション、グラフィックス、セキュリティ、ネイティブ インテリジェンス、電源管理、ワイヤレス接続を処理するには、高度なシリコン処理が必要になります。
ARM はそのパッケージの要素を開発中ですが、Apple はすでに既存のカスタム シリコンでこれらすべての機能に取り組んでおり、その作業にかかる莫大なコストを独自のモバイル デバイス販売量で賄っています。
Isamu 
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