AppleはWWDC 2020でARMを超えるシリコンレッグを持っていることを証明するだろう

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックにより、AppleはWorldwide Developer Conferenceをオンラインのみの形式に変更することを余儀なくされたが、それでもこのイベントがAppleがこれまでに開催した中で最も期待されているイベントであることを妨げるものではない。

WWDC20 で期待される最も魅力的なアイデアの 1 つは、Apple の将来の計画についてのさらなる洞察です。ARM マック。 Appleは、2006年以来Macを動かしてきたIntelのx86プロセッサではなく、独自のカスタムシリコンを使用して将来のMacハードウェアを提供する戦略を概説すると広く信じられている。

Apple は過去 10 年間にわたり、独自のカスタム シリコン帝国を構築してきました。その努力の最初の成果は、A4、Johny Srouji のリーダーシップの下で開発された System on a Chip は、初代 iPad と iPhone 4 に搭載されました。これは、同じく 2010 年に出荷された第 2 世代 Apple TV とともに、Intel から ARM に移行した Apple の最初の製品にも搭載されました。

それ以来、Apple は毎年、新しいカスタム シリコン開発の複数のバリエーションを迅速に提供しており、高速化と高速化を推進するハイエンドの新しいモバイル ハードウェアを大量に継続的に出荷できる場合にのみ有益となる作業に数十億ドルを投資しています。効率的な A シリーズ チップ。

Apple がモバイル デバイス用、およびウェアラブルなどの新しいフォーム ファクタ用の独自チップを開発できればという噂が長い間ありました。S1動力を与えられたアップルウォッチ2015 年には、おそらく Apple も同様に Mac 用に独自のチップを製造する可能性があると考えられます。

Mac で独自のカスタム シリコンを使用する利点は、Intel が必要な機能を提供するのを待つのではなく、Apple 独自のスケジュールでコストの削減、バッテリ寿命の延長、イノベーションの迅速化を実現できるとよく考えられています。

実際、Apple はすでに、独自のカスタム シリコンを使用して、最新の Mac にさまざまな新機能を提供しています。T2チップ。最適化されたメディア処理、暗号化、セキュリティ、および機能のサポートを提供します。タッチIDそしてタッチバーにサイドカーそしてヘイ、シリ。

Apple が Mac の処理アーキテクチャ全体を Intel から移行する場合、主な移行には、明らかに CPU コードを Intel の x86 から、過去 10 年間の新しい A シリーズ チップで使用してきた ARM アーキテクチャの CPU コアに移行することが含まれるでしょう。このため、Apple のカスタムチップへの移行は、しばしば次のように説明されます。ARMに移行。ただし、それよりも大きいです。

高性能ARM

ARM アーキテクチャは進化し続けています。数十年。 ARM は、1980 年代後半に英国の PC メーカー Acorn でクリーンな新しい RISC プロセッサ アーキテクチャとして誕生しました。 1990 年代の初めに、Apple は Acorn と協力して、新しいバッテリー駆動のハンドヘルド Newton MessagePad に電力を供給するためにその設計を適応させました。この新しいモバイル ARM アーキテクチャは、90 年代後半に Nokia や他の携帯電話メーカーが自社の低電力電話セットを大量に提供するためにこのアーキテクチャを使用し始めてから、本格的に普及し始めました。

第一世代のARMチップ

2001 年までに、Apple は Newton ハンドヘルド製品の将来の計画をすべて中止しましたが、新しい iPod に ARM チップを使用する新たな理由ができました。その後 5 年間にわたり、Apple は数百万もの ARM チップを急速に活用して、幅広いポータブル ミュージック プレーヤーを強化しました。その後、強力な GPU と組み合わせた ARM SoC を使用して、ほぼ完全な Mac 環境を、電話、メディア デバイス、およびインターネットに接続されたアプリ プラットフォームとして機能するモバイル デバイスにパッケージ化した iPhone を提供しました。

2010 年、Apple の A4 対応 iPad は iPhone エクスペリエンスをより大きなフルページ形式にアップグレードし、教育から営業チーム、航空機パイロットやモバイル企業のその他の専門分野に至るまで、新しいユーザーが合理化されたハンドヘルド コンピューティングにアクセスできるようにしました。 Apple にとって、iPad の売上は、収益の点では従来の Mac の売上と同程度に成長し、出荷の点でははるかに大きくなりました。

ARM の採用と拡張

しかし、Apple の ARM CPU コアを使用したカスタム シリコンの歴史は、ARM, Ltd. からライセンス供与されたテクノロジーだけにとどまりませんでした。2012 年の Apple のテクノロジーにおける最大の進歩のいくつかは、A5X新しい Retina ディスプレイ iPad 3 に搭載される機能は、一般的な計算 ARM CPU コアだけではなく、主に GPU グラフィックス アーキテクチャの大規模な機能強化によって実現されました。

完全にカスタムの ARM コア設計を迅速に開発した後、A6iOS の特定のニーズに合わせて厳密に最適化されたため、Apple はモバイル ビデオ ゲームに力を入れました。A6XiPad。

もう 1 つの注目すべき例は 2013 年です。A7、モバイル デバイスで使用される最初の 64 ビット ARM ISA が導入されました。 Apple は ARM の拡張実装を使用して業界の他の企業よりもはるかに先を行っていたため、一部の競合他社は自分たちが見ているものを信じられなかった一方、数人のブロガーは Apple が大衆を騙すために自社の成果を偽って伝えたに違いないと単純に主張しました。

2014 年までに、Apple は自社製品の生産を移行する可能性があります。A8台湾の TSMC にある世界最先端のチップ製造工場に導入され、ARM アーキテクチャ自体の設計によるものではない、パフォーマンスと効率の新たな飛躍を達成しました。

過去 5 年間にわたって、Apple は ARM を超えた新しいカスタム シリコンを導入してきました。これには、Apple のカスタム ストレージ コントローラや、カメラ機能を最適化し、強力なコンピュテーショナル フォトグラフィ技術を活用して iPhone と iPad を差別化するために使用される画像信号プロセッサなどの機能が含まれます。

Apple の iPhone X のユニークな機能は、同社のカスタム A11 Bionic SoC を活用したもので、「Neural Engine」と名付けられた専用のニューラル ネットワーク ロジック コアが導入され、特殊な機械学習の計算を単に CPU 上で実行するよりもはるかに高速かつ効率的に実行されます。特化した AI 機能を備えた GPU。 Apple の現在カスタム GPU 設計と同様に、Neural Engine は「ARM アーキテクチャ」ではありません。

Appleは「ARM」ではない「バイオニック」ニューラルエンジンに注目を集めている

Apple は、A13 Bionic を搭載して ARM ISA さえも拡張したようです。iPhone11家族とiPhone SE高度なニューラル エンジンを搭載しているだけでなく、AMX ブロックとして知られる新しい機械学習アクセラレータを CPU コアに提供しています。 Apple によれば、同社の AMX ブロックは前世代の CPU コアと比較して行列演算が 6 倍高速です。

Apple が ARM コア設計に構築しているカスタム機能強化は、Apple GPU から Neural Engine やモバイル SoC にパッケージ化されたその他のカスタム シリコンに至るまでの非 ARM ロジックと組み合わせて、結果として「ARM」チップの需要が増加しています。実は単なるARMチップではありません。

ARM や Intel の x86 などの ISA との互換性を維持することは、コードがそのチップ設計者の製品の将来の世代で動作する必要がある場合にのみ重要です。つまり、Apple が自社の Mac を Intel から移行すれば、Mac の行き先を完全に制御できることになります。インテルが提示する将来のロードマップに従う必要はもうありません。

Apple は、macOS ユーザー インターフェイスの動作とアプリのタスクの加速を新しいタイプのプロセッサ エンジンに柔軟に移行できます。これは、2000 年代初頭からユーザー インターフェイスを GPU に移行して、非常に高速な UI を最初は Mac、次に iPhone と iPad に搭載しました。

今後 10 年間で、脳自体がどのように機能するかについての私たち自身の理解の深まりに基づいて、機械学習、人工知能、神経処理に依存する新しいタイプの処理の使用が増加するでしょう。 1980 年代以来、PC の標準的な計算のほとんどを計算してきた従来の CPU を超えて進むにつれて、必要なタスクに特化してロジックを最適化するカスタム シリコン SoC およびウェアラブル システム イン パッケージ処理コンポーネントを構築する Apple の能力はますます重要になり、必要となるでしょう。最新のスマートフォンを低価格で提供することに主に焦点を当てているコモディティ競合他社よりも際立っており、先を行くことができます。

ウェアラブルの未来、拡張現実そして、安価な Android と価格競争力のある強力な iPhone を提供する Apple のさらに普通の能力さえあります。それでも最速の Android よりも速いすべては、Apple がカスタム シリコンで独自の将来を開発するかどうかにかかっています。

Apple が従来の Mac コンピューティング プラットフォームにさらに同じ柔軟性と最適化を導入したいと考えていることは驚くべきことではありません。