Mac 走入新纪元 苹果换芯三次变革

大家好，我是本期栏目编辑小友，现在为大家讲解Mac 走入新纪元 苹果换芯三次变革问题。

Mac已经进入了一个新的时代。

今天凌晨，苹果发布了第一款自主研发的苹果ARM处理器，M1。同时发布了三款搭载M1芯片的新电脑：MacBook Air、MacBook Pro和Mac mini。

五个月前在WWDC，苹果宣布未来Mac将不再使用基于X86架构的英特尔处理器，而是使用苹果开发的ARM架构芯片。在苹果34年的电脑制造历史中，这种转变发生了三次。每一次变革都伴随着一场计算机革命。

三十年后，苹果不再满足于其他厂商设计的芯片，开始为Mac打造自己的CPU。十年来，苹果自研的芯片技术不断积累，终于在Mac上开花结果。

从苹果II到麦金塔：性能飞跃。

苹果的诞生离不开一款芯片的推出。

这款芯片诞生于1971年摩托罗拉研发的6800芯片。当时没有“个人电脑”的概念，摩托罗拉想把6800芯片做成企业用的大型电脑。

因此，摩托罗拉非常重视这款芯片的全面性，内部集成了ROM、RAM和各种接口，希望像惠普这样的电脑厂商可以用6800更方便地设计电脑。

但是6800太贵了，大多数客户都不愿意。而且当时负责设计6800的团队发现，大部分用户对芯片性能和指令集的要求只是6800的一小部分。因此，整个产品团队开始尝试精简芯片，缩小尺寸，改进功能，最重要的是降低成本。

1975年，MOS科技6502处理器问世。其价格仅为6800的六分之一，远低于当时英特尔的竞争产品。这款芯片因其高“性价比”被应用于各种知名产品，包括雅达利2600游戏机、任天堂红白机等，最终引爆了上世纪80年代的家用电脑革命。

苹果成为这场革命的“先锋”。1976年，史蒂夫沃兹尼亚克和乔布斯开发了基于6502芯片的Apple I。一年后，他们发布了改进的Apple II，它也搭载了6502。

Apple II成为历史上第一台成功的“个人电脑”，这在很大程度上归功于6502相对较低的价格。苹果II后续重新设计的产品一直卖到了90年代，使用的芯片一直都是6502的衍生品。

Apple II是历史上第一台获得广泛成功的个人电脑。图为其后续改为Apple II plus |维基百科。

如果说6502开启了“个人电脑”时代，开启了苹果第一次芯片架构转型，那么它开启了“图形界面”时代。

1984年，苹果推出了麦金塔电脑。这是苹果第一台配备图形界面和鼠标的个人电脑。它创造了很多历史，搭载了第一个版本的macOS(当时称为System 1.0)和文件管理应用Finder。

麦金塔电脑| |苹果

得益于麦金塔上的芯片，摩托罗拉68000。它是历史上最早使用32位指令集的处理器之一。

相比苹果II上6502的8位，变化可不是翻两番那么简单。位数增加四倍意味着一个处理器一次能处理的最大位数从2变成了8，再变成了32。

芯片性能的指数级增长使得“图形界面”成为可能。虽然最初的麦金塔因为成本高等各种原因没有成功，但它打开了未来的大门。直到今天，许多原创的麦金塔设计仍在macOS中使用。

70、80年代芯片性能的快速发展，让苹果的很多产品理念得以实现。

PowerPC和英特尔：

进入 90 年代，苹果开始走入低谷。

采用 68000 系的 Macintosh 虽然开创了个人电脑采用图形界面的先河，但由于成本居高不下，加上性能落后，没能成为个人电脑领域的主流。IBM 68000 系列芯片相比同时期英特尔的 80386 CPU 大幅落后，逐渐成为 Macintosh 向前发展的障碍。

1994 年，正值 Macintosh 诞生十周年之际，苹果决定转向，下一站，PowerPC。

PowerPC 诞生于 1991 年，这一次，苹果直接参与了它的创立。PowerPC 架构由苹果、IBM 和摩托罗拉三家参与创立，最早的目的是缩减指令集，以提升芯片效率，降低成本。

PowerPC 架构 CPU 因为精简的结构和指令集，使它拥有极佳的能效比。PowerPC 架构芯片后来被用在多款游戏主机上，包括任天堂的 GameCube 和 Wii、索尼 PS3 以及微软的 Xbox 360。

1994 年发布的 Power Macintosh 是第一台搭载 PowerPC 处理器的苹果电脑，它追赶上了此前几年里，苹果电脑在性能上和英特尔的差距，一经推出就备受欢迎。仅一年后，PowerMac 就几乎完全取代了此前的老 Macintosh。

早期的 PowerBook 笔记本｜Apple

之后，苹果基于 PowerPC 处理器推出了一系列产品，包括多款 PowerBook 笔记本。尽管这些苹果电脑在技术和商业上都获得了一定成功，但整个个人电脑市场却在迅速“下沉”。

越来越多的电脑制造商开始推出价格极低的电脑产品，加上当时微软刚刚推出了 Windows 95，极大增强了兼容机的软件功能，缩小了与 Mac 之间的体验差距。

再次陷入困局的苹果，召回了乔布斯。1996 年，乔布斯回归苹果，回归后不久，他就将 Jony Ive 提拔为设计部门的领导。

两人在 PowerPC 芯片的基础上，开发了一系列具有划时代意义的 Mac 产品：包括 iMac G3、PowerBook G4 和 PowerMac G5。

多彩机身的 iMac G3 被视为苹果第一款“强调工业设计”的硬件产品，帮助苹果扭亏为盈。PowerBook G4 则第一次在笔记本电脑上采用了金属机身，视觉上已经与今天的 MacBook 有很多相似之处。

至于 PowerMac G5，则确立了苹果做高性能电脑的思路，今天的 Mac Pro，很大程度上就是脱胎于 PowerMac G5。

iMac G3 成为乔布斯重新主导苹果产品设计的一个标志｜Apple

出于对“能效比”的考量，苹果选择了 PowerPC，也是因为同样的原因，苹果抛弃了 PowerPC，它的功耗太高了。

进入 21 世纪，乔布斯认为计算设备进化的趋势在于“轻量化”。PowerPC 架构最新的 G5 CPU 太热，笔记本电脑无法驾驭。而同时期的英特尔奔腾芯片，可以搭载更多核心，能效比更高，可以满足 MacBook 的需要。

2005 年的 WWDC 上，乔布斯宣布停止使用 PowerPC 芯片，转而使用英特尔的 X86 架构 CPU。

转变的过程并不轻松。2005 年，苹果的用户和开发者技术已经比 80 年代、90 年代扩大了太多倍，如何协调好转变的过程就至关重要。所以苹果推出了一个模拟器系统“罗赛塔”（Rosetta），用于模拟运行 PowerPC 架构下的软件。

过程虽然艰难，但苹果很快收获了它想要的结果。正式转向英特尔芯片两年后，2008 年，乔布斯从一个信封里抽出了那台令世界为之震惊的 MacBook Air，将笔记本电脑的轻薄性带入了新的纪元。此后数年里，MacBook 一直是“轻薄”和“长续航”的代名词。

将轻薄带向极致的 MacBook｜Apple

2015 年，苹果发布了一款极致轻薄，采用无风扇设计的“the new MacBook”。它采用英特尔的酷睿 M 处理器，是苹果推出过最轻薄、便携的电脑产品。但因为散热、续航表现不佳，the new MacBook 在推出三代后就不再更新，并于 2019 年 7 月下架。

不少人认为，the new MacBook 在轻量化道路上探索受阻，是苹果最终决定抛弃英特尔，转而自研芯片的关键原因。

自研芯片时代

在追求“高性能，低功耗”的道路上，苹果完成了一次又一次跨越。最后，它决定“自己动手，丰衣足食。”

基于 ARM 架构，5nm 制程工艺，M1 芯片几乎碾压了之前 Mac 上搭载的英特尔处理器。

搭载 M1 的 MacBook Air，采用了无风扇散热的设计。因为 M1 只需要四分之一的功耗，就能实现 PC 笔记本的峰值性能。相比前一代 MacBook Air 搭载的英特尔处理器，M1 的峰值性能提升了 3.5 倍。

在产品宣传片里，苹果强调这款产品非常“冷静”，运行起来几乎不烫。同时，更低的功耗也让新款 MacBook 的续航得到了大幅提升。

M1 芯片标志着一个新时代的开始｜Apple

过去 10 几年，苹果将 iPhone 上的 A 系列芯片，做成了同代性能最好的移动处理器。所以当苹果开始为 Mac 打造芯片，除了性能和功耗的领先，苹果还能将它过去积累的诸多技术优势，整合进新的 Mac。

M1 搭载了神经引擎，让 Mac 也能拥有强大的机器学习性能。同时，M1 还能配合最新的 macOS Big Sur，提供更好的安全、加密功能。

以往苹果每一次切换芯片架构，紧接着而来的就是硬件设计的颠覆。切换芯片架构是一件非常麻烦、非常困难、代价非常大的事情，很少有哪个电脑厂商，会像苹果这样频繁切换。但苹果的每一次切换，都相当于一次“解封”，更强的芯片，能解放产品设计师的想象力，推动 Mac 朝着更远的地方进化。

在这场发布会的末尾，库克说：“我们对 2021 年充满期待，将会给用户带来更多惊喜体验。”

毕竟，这只是 Mac 自研芯片时代的第一天。

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