蘋果芯片發展預測:蘋果的“百年大計”,庫克的五年規劃

蘋果芯片發展預測:蘋果的“百年大計”,庫克的五年規劃

圖片來源@視覺中國

文丨水哥

蘋果創立之初是靠個人電腦起步的,但是它風光不久就敗給瞭IBM PC兼容機,那是一個時代的故事。如今蘋果的PC產品已經從小眾發展到半個主流,這要歸功於過去十年iPhone的迅猛崛起捎帶瞭蘋果三套件的銷量,使得Mac筆記本和Mac臺式機得以占據一席之地。

蘋果芯片總設計師約翰尼•史魯吉在WWDC20裡用簡短的5分半鐘時間介紹瞭蘋果處理器的演化秘密,他承諾會把蘋果在iPhone、iPad、Apple Watch上長年沉淀的芯片優勢註入到未來的Mac當中。

Apple Silicon是庫克拋出的蘋果的未來,也是史魯吉承諾的前提。2020是庫克耳順之年,或許預感自己距離退休不遠,在安頓好喬幫主的產業之後,在自己安享餘年之前,庫克也需要給蘋果留下一個足以供後來者參考的規劃,這或許是其最後的帷幄。

從Mac的過渡計劃、五件終端(手機、平板、筆記本、臺式機、手表)的統一生態構想以及iPhone芯片這些年的發展趨勢裡,大致可窺得Apple Silicon的冰山一角——庫克或許已經有瞭未來至少五年的蘋果芯片規劃。我們梳理瞭一些資料,做瞭這一期內容,以供大傢參考。

在過去兩年蘋果對英特爾擠牙膏式的芯片工藝提升不滿日增,MacBook、iMac和Mac mini的芯片優勢僅較上一年同期略有增幅,而高端的iMac Pro和Mac Pro一直在期待英特爾下一代更好的處理器方案中等候。與此同時,蘋果最新基於ARM的iPhone和iPad在性能上已領先對手,因而著眼配備ARM的Mac方案面世也就不足為奇瞭。

這些年來蘋果大獲成功的關鍵之一是史魯吉率領的內部芯片開發部門,借助該部門的力量可以讓整個移動生產線開足馬力,甚至推動整個行業進步;另一個關鍵則是蘋果供應鏈上的重要一環——蘋果與臺積電的密切關系,這讓後者願意投入數十億美元為蘋果保持領先的芯片工藝與產能。

而且臺積電是目前國際上正在爭取2nm制造工藝僅有的兩傢企業之一,另一傢三星暫未啟動2nm研發計劃。英特爾則在10nm節點上停滯不前,工藝相差如此之大,一朝被嫌棄可想而知瞭。

一個眾所周知的常識是,越小的納米數可以在給定尺寸的芯片裡集成更多的晶體管,從而給芯片成品帶來體積更小、性能更強的利好結果。與同等條件10nm芯片相比,一塊2nm芯片將消耗更少功率,在更低的溫度下運行且占用更少的空間,這使每個負面系數都減少五分之四。所以蘋果越來越關心芯片尺寸是有原因的,這關系著幾年後搭載2nm芯片的新型終端產品(可能是蘋果眼鏡)能否順利推出。

臺積電有一個時間表,蘋果也有相應的產品發佈規律,從2016年16nm的A10、2017年10nm的A11,到2018年7nm的A12以及2019年7nm的A13來看,兩傢企業的行動與協作節奏讓人們對未來五年Mac、iPhone以及iPad處理器發展具備瞭一定的可預測性。幾乎可以肯定的是,今年年底之前蘋果、臺積電將正式發佈首批5nm芯片用於iPhone 12系列,並且以“A14”命名。臺積電還曾承諾在2022年推出首款3nm芯片,這可能用於“A16”處理器,除此之外,2nm工藝芯片極有可能在2024或是2025年問世。

蘋果也不僅僅局限於關註一種類型的處理器芯片,蘋果目前已有三種CPU芯片設計,並將很快增加到四、五種,一方面用以支持Mac產品加速脫離英特爾的X86架構,另一方面則可拓展新的產品形態例如蘋果眼鏡。

蘋果現有芯片包括A系列、A系列X/Z、S系列和Mac芯片,下面我們簡單梳理瞭一下。

標準A系列芯片:始終用於iPhone全線產品,但偶爾也在少數其他蘋果產品上使用,例如iPad、iPod touch、HomePod和Apple TV,從誕生伊始,標準A最專註的就是節能與性能的高度平衡。

A系列X/Z:最初是為iPad開發的A5X、A6X、A8X、A9X、A10X、A12X以及A12Z,偶爾也會用在Apple TV上,須提供比標準A更強大的性能,所以增加瞭功率能耗和犧牲瞭體積。蘋果在所有這些性能偏高的iPad芯片上保持使用“X”後綴,直到2020 年iPad Pro發行時才改為“Z”後綴。

S系列:S芯片為Apple Watch專供,從S1到S5實質上是過往A系列芯片的簡化版本,這樣的設計旨在減少占用空間和消耗功率。例如當iPhone使用14和16nm芯片時,當年的S1則使用28nm,但是後來的S芯片使用規律就變得難以可循瞭。這種CPU不一定是臺積電制造的,因為臺積電的產能要優先供應iPhone和iPad。

Mac芯片:WWDC20已經證實,蘋果基本不會在Mac上重用標準A或A系列X/Z芯片,另有多個消息來源指向蘋果正在開發5nm工藝多達12個核心配置的Mac芯片。預測蘋果可能設計瞭至少兩種專供Mac芯片,一種用於Mac筆記本產品,另一種用於諸如iMac Pro和Mac Pro這樣的高性能Mac機。

基於以上,我們同樣預測並梳理瞭未來五年蘋果產品芯片使用和規劃,簡單羅列如下。

2020年:基於5nm的A14將用在今年的iPhone 12系列,還有用於新版Apple Watch的S6,以及WWDC20上承諾的年底前首款面世基於ARM的Mac電腦,很有可能是MacBook。

2021年:同樣給iPhone的5nm A15、適用於Apple Watch的S7可能在這一年推出,另外還有適用於iPad的A14X/A15X,以及Mac筆記本電腦的ARM芯片。

2022年:適用於iPhone的3nm A16或將面世,還有Apple Watch的S8和iPad的A16X、正式定型的ARM Mac產品(過渡期已結束)。

2023年:iPhone 3nm的A17、Apple Watch的S9、iPad的A17X、新的ARM Mac芯片,除此之外蘋果可能會宣佈新的終端產品——3nm的蘋果眼鏡,如果蘋果在前兩年做好前提準備的話,這是有可能的。

2024和2025年:適用於iPhone的2nm A18(又是一個劃時代的更新)、Apple Watch的S10、iPad的A18X,以及新一代的Mac筆記本和臺式機芯片,可能出現第二代 3nm蘋果眼鏡芯片。

隨著芯片工藝逐年提升,處理器性能的提高、電池壽命的改善等等,這些都將為產品迭代、新終端的形成帶來極大空間。除此之外,未來還有許多影響蘋果芯片變化的因素,比如去年蘋果10億美元收購英特爾基帶業務,用於自行設計5G調制解調器集成到自傢芯片中,這意味著蘋果在處理器方面除瞭撇開英特爾之外,還將與高通產生更為激烈的競爭。

總而言之,未來五年有著許多令人期待的事物,整個業界也將在日新月異中走向新的進程。庫克在拋出Apple Silicon時等於拋出瞭蘋果的未來,至於Apple Silicon是不是蘋果的“百年大計”,還是讓歷史來作答吧。

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