最近,苹果第三次把其台式计算机迁移到新的CPU架构。这次,他们是从英特尔X86-64芯片移至我们在智能手机和平板电脑上都已经非常熟悉的ARM芯片上。

Arm为RISC(精简指令集计算)芯片生产设计,并将其许可给他人制造。他们占了98%的手机市场份额。RISC芯片比CISC(复杂指令等)具有一些优势,因为它们效率更高,功耗更低且易于设计。但是他们更依赖于正确编写的软件和快速的内存。

苹果这个转向自有芯片的举动已经有一段时间了,最早可追溯到2009年,彼时苹果收购了处理器公司PA Semi来为其iPod和iPhone开发芯片。从2010年推出的,用在iPhone 4上的800MHz单核A4芯片开始,苹果芯片的功能得到了极大的发展。2011年的iPhone 4S(Apple A5,双核,1GHz),速度较前者提高了68%,iPad Pro中的A12X Bionic芯片(2018年,八核, 2.49GHz,七个GPU内核)显示的基准测试结果与Core i7和Xbox One S的AMD Durango 2图形芯片相当。

早在去年11月,苹果公司就宣布其首批基于其自己的苹果硅处理器Apple M1的Mac电脑的存在,从而启动了为迁移到苹果硅而制定的两年时间表。正如早期性能数据所暗示的那样,M1也是令人印象深刻的野兽。看来,苹果的定制芯片可以跟上英特尔和AMD的高端x86处理器。甚至在运行Rosetta2软件转换层的情况下,通常也要运行一些关键的x86程序。随着开发人员转移到本地支持Apple芯片的考虑,这实际上将变得不那么重要。但是一切都很好。

那么这对我们依赖于Intel和AMD的PC意味着什么呢?据说苹果占英特尔销售额的2%至4%,因此英特尔并不会在短期内破产,但是如果建筑师,图形设计师和技术人员的首选计算机已跃升为ARM设计,那该怎么办?可能是下一个吗?PlayStation 5和Xbox Series X凭借其AMD芯片牢牢地处于X86阵营中,但是Nintendo的Nvidia Tegra芯片在Switch中实现了ARM设计。PlayStation 6可以使用ARM吗?请问您的下一台PC?

我与游戏移植专家Blitworks的技术负责人Miguel Angel Horna进行了交谈,该团队最近把Larian的游戏Divinity:Original Sin II迁往了Switch,并了解了这两个平台的不同之处。他说:“从编程的角度来看,现代编译器在抽象体系结构方面做得非常好,因此对任何当前平台的编程感觉都基本相同。” “最大的差异主要在于可用性能。通常,ARM平台包括功能较弱的CPU和低功耗GPU,当您尝试以最佳帧率运行游戏时,这一点很重要。有时差异很小,有时差异很大,这取决于游戏。”

那个人电脑呢?Horna说:“在PC上,您有很多核心,很多内存,因此使用起来更容易。” “将[您的代码]移至家用控制台时,您必须开始小心,因为有很多可用的性能,但只有在正确放置代码的情况下才能解锁它。最困难的事情是移动[代码]显然具有性能的移动体系结构,但是只有在布置代码时格外小心的情况下,才能获得性能。”

ARM的第一款芯片进入1980年代的Acorn和BBC计算机,让您玩Granny's Garden (图片来源:Peter Howkins)

在ARM方面,经过了数十年的发展,他们也取得了长足的进步,并实现了64位模式和改进了浮点支持。Horna说:“在过去的几年中,两种体系结构都融合了一组相似的功能,这些功能使对任何平台的编程实际上都是透明的。” “只要使用一种可移植的语言-C或C ++是主要用于游戏的语言。X86曾经缺乏ARM体系结构所具有的功能:大量的寄存器供编译器生成更优化的代码,但后来随着x64的改变而改变了在支持的指令和单核性能方面,这两个平台都具有可比性。显而易见的是,通过足够的编程努力,您可以抵消性能上的差异,因此,您可以找到在Switch上运行的游戏几年前几乎不可想象。”

因此,似乎我们看到的是硬件的融合,而不是一种体系结构主导另一种体系结构,而任何空白都由软件填补。从这个角度来看,苹果的决定似乎更多地在于控制其CPU的制造,而不是让“英特尔死亡”方案。苹果是唯一的硬件制造商,即使它从外部购买芯片,RAM和SSD也是如此。相比之下,PC可以包含来自许多AIB制造商的技术。

英特尔的新型Lakefield CPU使用新的3D堆栈技术来缩小尺寸,并可以包含不同类型的内核,这在ARM的big.LITTLE设计中很常见。(图片来源:英特尔公司)

Horna说:“我们认为家用PC不会在短期内转换为ARM。” “主要是因为它们的构建方式。技术是如此的复杂,以至于没有制造商可以自己做,而是要求芯片制造商进行定制设计。很少有公司可以做到这一点:PC芯片制造商和移动芯片制造商。每个公司都专注于特定的细分市场,通常是PC的性能和移动设备的效率。因此,尽管在技术上可行,但移动芯片制造商不太可能突然开始开发超高性能芯片,因为很少有客户。

即使是苹果,其芯片不断挑战着我们对移动芯片的期望,仍然嵌入了无法与台式机竞争的低功耗GPU。“我们的期望是,我们将继续看到性能最高的PC使用桌面组件,而移动芯片将保留用于便携式控制台或其他轻型设备,例如Apple TV。” 为了扩展这一点,在台式机和便携式设备合并之前,PC中的x86 CPU可能是安全的。

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