Как Apple променят индустрията с Apple M1
Apple M1 ARM

Какво е CPU

Работата на CPU процесора (Central processing unit) е да декодира и изпълнява инструкции. В тези инструкции се намират всички команди, които се подават към процесора за изпълнение. Основните инструкции се обединяват в така наречения набор от инструкции.

Преди години Intel създават микроархитектурата x86, която дебютира през далечната 1978 година. Въпреки това до днешен все още се използва в повечето лаптопи и компютри. X86 използва CISC (Complex instruction set computer) дизайн, а Intel и AMD все още разчитат основно на тази архитектура. Най-вероятно комютърът, на който работите, използва тази архитектура. През годините разбира се x86 се сдобива с подобрения и леки модификации. Добавят се нови набори от инструкции, но основата си остава една и съща. И така повече от 40 години.

С годините обаче и добавянето на повече и повече инструкции, x86 става прекалено “тежък” и сложен за изпълнение.

Acorn Computers

В началото на 80-те години британският произовдител на компютри Acorn Computers произвежда BBC Micro. Компютър, който е педназначен за използване в образователни сфери. Доволни от успеха на BBC Micro, създателите решават, че искат да се пробват в друга ниша. По същото време на пазара вече се е появил легендарния IBM PC. Компютър, който е предназначен за бизнеса. Acorn виждат успеха и решават, че и те искат да направят подобна машина. Новата машина ще носи името Acorn Business Computer. Разработката обаче вече не е толкова лесна. Първоначално Acorn правят опити с основата на BBC Micro, но докато тя е достатъчна за образователни нужди, то не предоставя достатъчно мощ за по-сериозна машина. Acorn проучват всички процесори на пазара, но те не удовлетворяват изискванията им или не са достъпни за тях. Поради тази причина те решават да създадат нова архитектура, набор от инструкции и процесор.

Без да навлизам в детайли накратко Acorn създават архитуктурата ARM (Acorn RISC Machine). За разлика от x86, който използва CISC дизайн, то ARM разчита на RISC (Reduced instruction set computer). RISC разчита на по-малко, но и по-оптимизирани набори от инструкции. По-този начин се консумира по-малко енергия и се отделя по-малко топлина. Acorn Archimedes през 1978 е първия компютър с ARM процесор и RISC OS операционна система. На по-късен етап Acorn Computers се преименуват на Arm Ltd., а архитектурата е преименувана от Acorn RISC Machine на Advanced RISC Machine.

Apple PowerPC

Нека се върнем на Apple. Няма да навлизам в подробности относно цялата история на компанията. Важното за тази статия е архитектурата PowerPC. Тя е създадена от Apple, IBM и Motorola през 1992 година. Базирана на RISC дизайн. PowerPC процесорите се използват в Power Macintosh, PowerBook, iMac, iBook и Xserve продуктите на Apple между 1992 и 1994 година. В последствие поради ред причини PowerPC не жъне желания успех и алианса между Apple, IBM и Motorola се разпада. Apple преминават към използването на Intel x86 процесори. И така до 2020 година.

ARM

През 1990 година Apple стават първият голям клиент на Acorn Computers. Apple Newton е персонален дигитален асистент (PDA) с ARM 610 RISC процесор и може да се смята като предшественик на модерните iPhone и iPad. Apple дори придобиват 43% от Acorn срещу $3 милиона долара. В този момент компанията се преименува на ARM. 9 години по-късно Apple вече да продали голяма част от акциите, като се смята че от това са спечелили $1.1 млрд. долара или 366 пъти повече спрямо първоначалната инвестиция.

След като Newton остава в миналото, то първия iPod прави дебют през 2001. И разбира се отново е базиран на ARM архитектура. През 2007 дебют прави iPhone, отново задвижван от технологии на ARM. Първоначално Apple са предложили на Intel да създадат процесори за iPhone. От Intel обаче са преценили, че не си заслужава разработката и финансовата инвестиция. Intel са смятали, че iPhone няма да се продава добре. Със сигурност към днешна дата съжаляват за това свое си решение.

През следващите години ARM постепенно започва да се превръща в недостижим лидер на пазара на чипове за мобилни устройства – смартфони, таблети и всякакви други джаджи. Основинят плюс на ARM архитектурата е ниската консумация. А това е особено важно за устройства, които разчитат на батерия за работата си. Смята се дори че през 2010 Apple правят опит да придобият ARM, но не могат да си позволят цената от $8 млрд долара. В крайта сметка Softbank купува ARM през 2012.

Apple A Mobie Chips

Apple Silicon

Основният минус на ARM чипове обаче е чистата мощност. Десктоп процесорите на Intel и AMD винаги са били по-бързи. Или поне досега. След PowerPC през 90-те години Apple Silicon M1 е първият процесор в компютър на Apple, който не е Intel x86. Но това е дълъг процес, който е бил плануван преди много време. Нека да се върнем малко назад.

Apple 4 от 2010 г. е първият процесор на Apple, който е проектиран вътрешно в компанията. Използва се в първият iPad, iPhone 4, iPod Touch и Apple TV. От тук нататък всяка година Apple пускат ново поколение. И всяко следващо поколение е по-бързо и по-добро спрямо предишното. И така стигаме до Apple A14. Процесорът, който се използва в актуалното поколение iPhone 12.

В следващата графика от AnandTech нагледно може да се види през последните години какъв е прогреса при чиповете на Intel и на Apple. Може да се види как Apple и ARM с всяко следващо поколение правят голямо подобрение в производителността, докато Intel не могат да смогнат на темпото. Дори вече с A14 Apple успяват да задминат Intel по производителност. Важно е да се отбележи, че става дума за еднонишкова производителност. Възможностите на едно CPU ядро. Ако се сметя общо работата на всички ядра, то Intel ще има предимство разбира се, защото има повече на брой ядра. Но тук говорим за самата архитектура. И тук сравняваме малък мобилен чип с голям процесор. Разликата в консумацията е още по-фрапираща. Докато Intel Core i9-10900K може да достигне 125W при пълно натоварване, то при A14 говорим за 5W (при Apple M1 е 15W).

Intel vs ARM Apple

Apple M1

Apple M1 е първият процесор от ново поколение за лаптопи и настолни компютри в портфолиото на Apple. Реално това е Apple A14 с малки подобрения. Използва се в MacBook Air (2020), MacBook Pro 13″ (2020) и Mac mini. Повече можете да прочетете тук – Какво е Apple M1.

Това е голям и значим момент за индустрията. Не само за Apple, но и за конкуренцията. Това е моментът, в който дългогодишното развитие на ARM и RISC вече е достатъчно напреднало. Достатъчно бързо, че човек без проблеми да работи на компютър с ARM процесор. Това е изключително важен момент за Apple и от финансова гледна точка. С използването на свои компоненти няма нужда да се плаща на Intel. Applе ще имат и пълен контрол над създаването на продукта. По този начин ще се спестят огромно количество разходи. По този начин ще си вдигне и чистата печалба. А от това съвсем логично най-недоволни ще са Intel.

Софтуер

Досега в статията си говорихме предимно за положителни неща. И то основно за хардуерната част. Нещата може да изглеждат лесни отстрани, но със сигурност не е така. През години много хора са полагали големи усилия, за да се осъществява прогрес и да се стигне до този момент. Но освен хардуера, много важен е и софтуера. Можеш да имаш най-уникалният и добър хардуер на света, но ако софтуера ти не струва, файда от този хардуер няма. В това отношение x86 има предимство. Поне засега. През годините са създадени изключително много приложения, които са съвместими само с x86. Например стандартният Windows, който сте свикнали да използвате, не може да се използва на машина с ARM. Това е защото става дума за две различни архитектури, които работят по различен начин. Софтуерът е нужен да бъде изцяло пренаписан, за да може да работи на друга архитектура. Поради тази причина през последните няколко години Microsoft разработват паралелно версия на Windows, която е предвидена за използване на машини с ARM архитектура. Дори са налични няколко плптопа с този хардуер и софтуер, но най-вероятно не сте чували за тях.

При Apple положението не е много по-различно. Заедно с новите продукти с Apple M1 чип дебют направи и ъпдейт за операционната система – macOS Big Sur. Той е нужен, за да може да се работи с M1 чип. А относно допълнителния софтуер, постепенно разработчиците ще е нужно да пренапишат програмите си. Това е процес, който не се знае колко време ще отнеме, но дотогава Apple имат решение. Rosetta 2 е част от новата операционна система и предлага един вид превеждане в реално време на инструкции за Intel x86 процесор към такива за Apple M1. Тоест по тази начин може за де използва и софтуер, който все още не е ъпдейтнат. Разбира се работата по този начин изисква повече ресурс от хардуера, но все пак е нещо. В миналото при преминаването от PowerPC към Intel архитектура, Apple използваха подобен процес, който бе кръстен Rosetta. Заради това сегашният процес е Rosetta 2.

macOS Big Sur

Конкуренция – Qualcomm и Microsoft

Разбира се Apple не са единствените, които виждат бъдещето навлизане на ARM архитуктура на пазара на традиционни лаптопи и десктоп компютри. Още през 2012 Microsoft пускат Windows RT. През 2015 пък се появява Windows 10 Mobile. И двете системи обаче не жънат успех и не се налагат на пазара. През 2016 Microsoft сключват партньорство с Qualcomm, които са лидер при производството на чипове с ARM архитектура и основен конкурент на Apple и тяхната A серия от чипове. През 2018-та дебют прави Snapdragon 850, който е предвиден специално за използване в Windows таблети и лаптопи. Няколко чипа по-късно и актуалното предложение към момента е Snapdragon 8cx Gen 2 5G Compute Platform. Но както казах по-рано надали сте чували въобще за тези модели. Не мога да кажа дали е поради слаб маркетинг или някаква друга причина. Със сигурност обаче Apple имат възможностите да направят много по-голямо въздействие на пазара.

От тук накъде?

Apple M1 е само началото. От тук нататък ще видим Apple какво са планували. Няма как първото поколение да е перфектно, но постепенно с всяко следващо би трябвало да се усъвършенстват нещата. Това раздвижване, което предизвикаха Apple, със сигурност ще се отрази и на Qualcomm и Microsoft. И то не задължително лошо. Повече хора ще разберат, че могат да използват на практика чип от телефон в лаптоп или десктоп компютър. Още повече когато този чип харчи по-малко, отделя по-малко топлина, няма нужда от вентилатор и това осигурява по-тиха работа.

Qualcomm Windows 10 ARM

Още публикации

Как да стриймваме в YouTube

Как да стриймваме в YouTube

Надали има човек с достъп до интернет, който не знае какво е YouTube. Това е най-известната платформа за видео споделяне, зад която стои интернет гиганта Google. YouTube е платформа, която се използва от множество медии, геймъри и бизнеси за споделяне на съдържание....

Sony Alpha 1 – 8К видео флагман на цена 15000 лв

Sony Alpha 1 – 8К видео флагман на цена 15000 лв

Sony през последните години извадиха много добри камери за фото и видео любители. В краят на 2013 година дебют прави модела α7 (Alpha 7). От този момент нататък Sony постепенно разрастнаха пазарното си присъствие с появята на няколко подсерии и няколко поколение. В...

Новият Samsung Galaxy S21 или iPhone 12 – какво да изберем

Новият Samsung Galaxy S21 или iPhone 12 – какво да изберем

Преди дни Samsung представиха новия си флагман за 2021, който носи името Galaxy S21. Моделът е наличен в три варианта и предлага най-доброто от света на Android. Apple пък традиционно представиха своя флагман iPhone 12 няколко месеца по-рано и разбира се това е...