苹果MacBook想用ARM处理器，但要面对的坑真不少
本文来自微信公众号：AppSo（ID：appsolution），作者：李晨，原标题为《苹果想把 iPhone 处理器带到 MacBook 上，但要面对的坑真不少》，题图来自：视觉中国
北京时间 6 月 23 日凌晨 1 点，苹果即将召开第一次线上开发者大会活动——WWDC 2020。
按照惯例，这是一个属于开发者的饕餮盛宴，人人都在期待新的 iOS 14，期待新的 macOS、iPadOS、watchOS、tvOS 等等。因为大家都知道硬件更新一般都要等到秋季和春季。
但今年的 WWDC 上可能会有一些对硬件事关重大的变化措施。
就在最近，传出了苹果要转换平台的消息。准确点说，是苹果准备推出 ARM 版本的 MacBook 产品，而最近几年和在售的笔记本与桌面产品，苹果一直使用的是英特尔平台。
从 PowerPC 转向 intel. 图片来自：iMore
从英特尔到 ARM，是整个软硬件生态的迁移
其实平台转换这事苹果并不是第一次干，早在十五年前苹果就经历过一次从 IBM 的 PowerPC 平台转换到英特尔平台。但今天和 2005 年不一样，当年苹果的平台转换需求是十分迫切的，因为 IBM 本身设计能力跟不上，PowerPC G5 的功耗和发热都很高，根本不适合笔记本电脑这样的移动平台。
根据知乎用户@蓬岸 Dr.Quest 在相关问题下的答案，我引用了一部分苹果从 PowerPC 转向英特尔几个比较重要的时间节点：
2005 年 7 月 6 日，苹果宣布进行平台转换，并向部分开发者提供开发者转换工具（Developer Transition Kit），同期发布的 Xcode 2.1 支持生成通用二进制（universal binaries）格式的应用程序。
2006 年 1 月，苹果发布 15 寸 Macbook Pro 和英特尔处理器的 iMac。
2006 年 8 月，苹果发布英特尔处理器 Xserve，完成产品线的转换。QuarkXPress 7.0 以通用二进制形式发布。
2007 年 10 月，Mac OS X 10.5 发布。这是最后一代可以安装在 Power PC 处理器上的 Mac OS X。同期发布的 Xcode 3.0 增强了对 64 位处理器的支持。
2009 年 8 月，Mac OS X 10.6 发布。10.6 以及更新版本的 Mac OS X 无法安装在 Power PC 处理器的苹果电脑上，但仍然提供 Rosetta 转译器使用户可以继续使用为 Power PC 处理器编译的软件。
2011 年 3 月，Xcode 4.0 放弃了对 PowerPC 处理器的支持。
2013年 8 月，苹果结束对 PowerMac G5 的支持。
图片来自：AppleInsider
苹果当时能够转换成功有很多现实原因，比如当时体量比现在更加小众，英特尔在移动处理器方面足够强势等等。而如今 iPhone 的爆红和苹果生态粘性的逐渐加大，在 Mac 平台上促生了大量的 iOS 开发者。
移动平台的壮大成熟，也反哺了桌面平台，现在很多开发者都是先从 iOS 起步，之后再转向 OS X（macOS）开发，从软件生态上就能看出来，先有的 iOS 版之后才有的 Mac 版的情况并不少见。
而在 iOS 时代之前，Mac 的生态其实处于比较小众的状态，甚至说难听点就是蛮荒时代，和今天完全无法相提并论，自然也是没有历史包袱。
图片来自：IDC
根据 IDC 的统计，2005 年苹果电脑的出货量为 217 万台，而在 2019 年这个数字达到了 1768 万台。这其中固然有笔记本电脑市场整个市场的扩大，但 Mac 的市份额仍然提升到了之前的两倍。
而从绝对数量上说，如今使用 Mac 电脑的人数，可能是十几年前的十倍。今天苹果是这个世界市值最高的公司，要撬动这个庞然大物的生态，即便是苹果自己来做也着实不容易。
从英特尔切换到 ARM，所面临的最大问题可能是整个软件生态的颠覆。
图片来自：blopeur
如果把这些眼花缭乱的软件追根溯源，我们可以回到处理器和软件运行最原始的一种关系——指令集。
简单说，指令集就是处理器运行的“指导思想”，是一套让处理器能理解程序的行为规范。如果“指导思想”不同，那肯定就没有互相理解的基础，而基于这一整套架构开发出来的下游软件就像由此衍生的各国文化，但亚洲不懂非洲的文化，非洲也不懂南美的文化。
如今的 macOS 其软件生态构建在多年来使用的英特尔处理器上，而英特尔使用的是 X86 架构，现在整个 macOS 软件生态都迁移到了 64 位，也可以说是 X86-64 或者 X64 架构。
图片来自：9to5Mac
像 iPhone 等移动产品使用的芯片则用的是 ARM 的 ARMv8 指令集，你别看现在苹果已经使用自研的架构多年，但在指令集部分依然是基于 ARMv8 的，不过传闻说苹果也准备对指令集这部分动手了。
也就是说，桌面设备和移动设备在指令集的层面就是不一样的，所以换到 ARM 平台后，软件是并不能通用的。
有人可能想说，那个谁，微软不是早前一点也发布了使用 ARM 芯片的 Surface 产品吗，就那个 Surface Pro X，它不是也能直接运行 Windows 10 的程序吗？
没错，Surface Pro X 使用的 Microsoft SQ1 的确是微软找高通定制的 ARM 处理器，同时运行的也是完整的 Windows 10 而非先前 Windows RT 那样的“残疾版”系统，同时也能运行 Windows 10 的应用。
但 Surface Pro X 的问题依然很多，比如它只能运行 UWP 应用和 32 位的 Windows 应用，基于 64 位开发的软件就无法支持。另外通过翻译架构的方式兼容 win32 应用导致性能出现大幅损失，效率大概只有原生应用的 30%~40%，更别说闪退、软件重启等各种各样不稳定的小毛病。
微软 Surface Pro X.
而对于苹果来说，连通过翻译架构兼容 32 位的程序也无法实现，因为苹果已经通过自己对生态的控制力将全部的应用迁移到了 64 位。而面对大批不能直接运行的软件，这个阵痛期一定会比想象中的更痛。
苹果能做的，就是通过自己的控制力，去要求开发者将已有的软件在一定的时间内编译成 ARM 平台可以运行的版本。只是这并不是一件容易的事，毕竟各个软件的情况复杂，某些软件要想迁移到 ARM 可不是重新编译一下那么简单。
Dell XPS 13 2020. 图片来自：Dell
在软件之外，如今的 ARM 在性能和功耗上可能也占不到什么优势了。无风扇的被动散热，接近 20 小时的续航，如今已经陆陆续续被非 ARM 的笔记本完成，比如最新的戴尔 XPS13 2020 就号称有最长 19 小时续航。
而且对于桌面环境来说，苹果目前基于 ARM 的 A 系列芯片性能仍然是不够的，比如频率已经处于“灰烬”状态，再往上就撞到了功耗墙，也就是没有超频或者说像英特尔处理器类似的睿频空间。
更别说十几二十个核心的高性能服务器版本，还处于路漫漫其修远兮的状态。
如果今天 MacBook 还在被说散热不佳和续航普通，那苹果可能应该更多在自己身上找找原因，比如 WWDC 2020 都快来了但还是 Bug 一身的 macOS 10.15 Catalina？
运行 Windows 的 MacBook. 图片来自：Jon Rettinger
选择 ARM 对苹果来说可能还有一个预料之外的打击——这些苹果电脑将不再能用 Windows 系统。
众所周知，购买 MacBook 并不一定等于加入苹果生态，选择装 Windows 系统使用的用户也大有人在，因为本身苹果早就敏锐的察觉到了这件事，并推出了 Bootcamp 工具让用户能够选择双系统运行，但如果推出 ARM 版，那肯定无法使用了。
ARM 版 MacBook 的对手还有 iPad Pro
比起生态迁移和兼容带来的不确定，ARM 版 MacBook 其实并没有什么外敌，Surface Pro X 肯定不算，这个产品在微软这里只是一款实验性产品，而真正会对 ARM 版 MacBook 造成威胁的，其实是内患。
当“你的下一台电脑何必是电脑”的广告语从今年 iPad Pro 宣传片中蹦出来的时候，就意味着 iPad 和 MacBook 这两条原先还算平行的线路终于“火星撞地球”一样，正式短兵相接了。
如果对比一下这两条线，可与看到 ARM 版 MacBook 其实处于一个很尴尬的位置。
iPad Pro，采用 ARM 处理器，使用精简指令集，iPadOS 系统脱胎于移动设备 iOS，在妙控键盘的加持下从移动走向桌面。
MacBook，英特尔处理器，使用复杂指令集，立足于 macOS 桌面操作系统和生态。
ARM 版 MacBook，采用 ARM 处理器和精简指令集，继续使用 macOS 的话原先的桌面生态会丢失，只能通过部分移植应用或者zh虚拟机的方式运行之前的桌面软件，效率大打折扣。
其实到这里我依旧没有想通，苹果出一个 ARM 处理器版 MacBook，失去了桌面生态最大的优势，然后去和 iPad Pro 打架，这究竟是一个什么样的逻辑，或者说其巨大的内在驱动力到底在哪。
当然，倒也并非找不出苹果想要这样做的理由，比如说想要对自己的产品和生态有更多的控制力，就像 iPhone 上使用的自家 A 系列芯片，早期的时候 CPU 用的是三星的，GPU 用的 PVR，到了后面全部变成自研架构之后，A 系列芯片的性能才算在手机和平板中一骑绝尘。
图片来自：TechCrunch
而现在 iPhone、iPad、乃至 Apple Watch 这些产品的生态与核心硬件已经被苹果攥在了手里，几乎就唯独笔记本和桌面系列还要看英特尔的脸色，像英特尔过去几年那种“挤牙膏”以及打磨 14nm 的行为，对于 MacBook 系列来说其实是挺大的一个掣肘。
但最后我还是觉得这样的理由不足以说服我，至少我不觉得英特尔没有余力。
因为英特尔过去几年的“挤牙膏”，很大程度上是因为 AMD 在 K10 架构的错误方向之后一直没有缓过劲来，直到 Zen 和 Zen2 架构的奋起直追，终于让很多人喊出了“AMD Yes！”。
图片来自：TechSpot
面对 AMD 的穷追猛赶，英特尔确实在制程上遇到了一些困难，导致新的工艺节点一直在延后，但在这几年中并非只是放羊摸鱼而没有技术积累，新品 Tiger Lake（Willow Cove 架构）性能提升明显，终于牙膏管挤出了一截。
而从英特尔转向 ARM 也非朝夕之功，显然还有好几年的路要走，甚至可能要付出移山挖河般的时间和财力才能逐渐追上，而那个时候，可能已经是 2025 年甚至更久之后了。
本文来自微信公众号：AppSo（ID：appsolution），作者：李晨
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