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                苹果高管谈 M1 芯片开发历程:软硬件工程四年前已立项

                2020-12-22 17:59:00
                技术管理员
                原创
                854
                首批搭载 Apple Silicon M1 芯片的 MacBook Air、MacBook Pro 已¤经陆续送达消费者手中。得益于新架构和集成式设计,M1 芯片带来的性能提升表现十分巨ぷ大,在╳某些基准测试中甚至超过了部分 2019 款 MacBook Pro 16 机型,一时间引起了“苹果不讲武德”的广泛讨论』。

                最近,苹果全球营销高级副总裁 Greg Joswiak、苹果软件工程高@ 级副总裁 Craig Federighi,以及苹果芯片研∏发主管 Johny Srouji 就参加了一场媒体交流会,分享了关于苹果首颗针对 Mac 开发的 M1 芯片的研发故事。

                首批搭载 M1 芯片的产品包括新  MacBook Air、新 13 英寸 MacBook Pro,以及新 Mac mini,但有部分 16 英寸 MacBook Pro 和  iMac 的用户可︻能对这三款首发机器不太感兴趣,他们希望苹果能够尽快将 M1 芯片覆盖到更高端的 Mac 产品线。

                这个想法也得到了苹果软件工程高级副总裁 Craig Federighi 的回应:“似乎有些人现在还不会购买我们△这三款现有产品,他们希望我们的芯片能出现他们更喜欢的 Mac 产品上,这种期◤待将会到来。但就目前而言,从我看到的所有方面来看,我们正在构々建的系统(Apple Silicon)要优于已替换的系统(Inel)。”

                苹果芯片研发主管 Johny Srouji 补充说道:“这将◥需要几年时间,不是一夜之间的过渡。但在过去,我们已经非常成功地完成了一次重大过渡(从 PowerPC 到 Intel)。”

                自诞生以来,Mac 经历◥过几次重大的架构变革。

                首先是上世纪九十年代从摩托罗拉 68K 系列架构转向 PowerPC,当时为了让所有的机器都顺利转向 PowerPC,苹果〖在软件适配和兼容方面下了很大功夫,包括让软件开发人员重构甚至重写他们的软√件,并专门设计了一个内置于系统内的 68000 模拟器来运◢行旧架构软件,最终首款搭载 PowerPC 处理器(IBM PowerPC 601)的 Power Macintosh 6100 在 1994 年 3 月顺利推出。

                之后数十年里,苹果依ξ次设计了 601,603,G3,G4 和 G5 等 5 代 PowerPC 处理器,这些芯片被运用在 87 个不同系列的 Mac 产♂品线当中,而 PowerPC 处理器的时钟频率也从最初的 60MHz 一直提升到 2.7GHz。

                ▲ 被称为“台灯”的 iMac G4

                但此后的时间里』,由于 PowerPC 架构优势不再,加上芯片生产和设计的延迟,Mac 难以和当时↘采用 Intel 处理器的 PC 保持足够的竞争优势,而且在 G5 第一代产【品中,PowerPC 芯片的功耗控制不佳,对性能发挥产生了一定的影响。

                所以苹果最终决定在 2005 年再←次调整 Mac 架构,这一次是从 PowerPC 转向 Intel X86 架构。得益于新架构,一夜之间,Mac CPU 性能几乎提高了四●倍。半年后首款搭载╲ Intel 处理器(Core 2 Duo)的 MacBook Pro 正式亮相,次年一月苹果推出了包括 iMac 和 MacBook Pro 在内的第一批 Intel Mac 机型。

                这一次从 Intel X86 转向 Apple Silicon ARM64 架构除︻了是因为 英特尔在芯片性能和制造工艺方面的优势已经无法满☆足苹果对 Mac 的需求,额外的原因还包括采用自研芯片将让苹果对 Mac 拥有更大的控制权,并在未来为进一步打通各端硬件和∩软件※生态奠定基础。

                事实上,自 2010 年以来包括 A 系列在内的苹果自研芯▲片在  iPhoneiPad、Apple TV 和其他硬件设备上大放异彩,不仅运行速度保持稳步提升,而且得益于神经网络引的改进,机器学习性能也实现了较大飞跃,部分搭载苹果自研芯片的 iPad 甚至能★够与“英特尔芯 Mac”在性能上相媲美。所以转至 ARM 架构后 Mac 系列的性能升级也成为一大看点。

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                另外经过了数十年的深耕,iOS App Store 上的↘应用生态已经十分繁荣,转用 ARM 架构的 M1 芯片后,Mac 也能更容易地享用这些生态福利,以后用美团、饿了么 app 点外卖,玩《王者 荣耀》或许会成㊣为 macOS 应用体验【的新常态。

                而这样的软硬件结合也是苹果一直以来最擅长的工作。

                苹果芯片研发主管 Johny Srouji 在采访中表示:“我相信苹果产品是独一无二的。我〖们正在根据 M1 芯片开发完全适应他们的硬件产品和软件生态。”“当我们在三四年前决定设计 M1 芯片时,我和 Federighi 坐在同一个房间里,确定我们要交付的产品,然后我们携手并进。而 Intel、 AMD 或任何其他公司都很难做到这一点(指软件和硬件协【同开发)。”

                Federighi 则对此①表达赞同,并补充说:“对于我们来说,共同定义芯片来构建我们要制造№的电脑,然后再大规模地开发芯片是一件很♂有意义的事情。”“两个团队都努力展望未来三年的发展,构思明天的系统是什么样◎的,然后共同打造未来的软件和硬件。”

                这也是为︾什么 Mac 经历了多次架构调整,但唯独这一次让人更〗加期待的原因。



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