Pourquoi les Macs d'Apple peuvent maintenant abandonner Intel x86 et passer à ARM
Les Mac d'Apple pourraient quitter le x86 d'Intel
Changements rapides dans l'industrie des puces au cours des cinq dernières années
Il y a cinq ans, j’écrivais «Cinq obstacles qui pourraient empêcher Apple de transférer les Macs Intel aux puces ARM personnalisées». Ces facteurs ont certes expliqué pourquoi les Mac n’ont pas encore migré vers les processeurs ARM, mais la situation a sensiblement évolué au cours des cinq dernières années.
Apple a transféré les Mac chez Intel pour de bonnes raisons. En 2006, Apple ne disposait pas d’équipe interne de conception de puces et ne disposait pas d’un important capital pour développer et développer sa propre technologie de puces. Tirer parti du travail déjà accompli par Intel – et disponible à la vente – n’avait pas seulement un sens, mais était de loin le meilleur des très rares options disponibles pour Apple à l’époque.
Toutefois, après avoir lancé l'iPhone en 2007 et lancé des investissements dans la conception de processeurs d'applications ARM personnalisés lui permettant de livrer l'iPad 2010 à l'aide de sa propre puce A4 personnalisée plutôt que d'un processeur Intel, Apple a commencé à modifier progressivement les règles du jeu.
Apple A4
En 2015, Apple était l'un des leaders mondiaux de la conception de puces mobiles et, grâce à des volumes de vente rentables d'appareils mobiles, disposait de 150 milliards de dollars en liquidités pour se lancer dans de nouveaux projets ambitieux. Avance rapide jusqu'à aujourd'hui: Apple a livré cinq nouvelles générations supplémentaires de puces de la série A qui rivalisent désormais facilement avec les processeurs d'ordinateurs portables Intel.
Le passage d'Apple, qui dépendait entièrement des puces Intel pour l'avenir de ses Mac, à son statut aujourd'hui supérieur à celui d'Intel en ce qui concerne la construction d'une décennie de processeurs d'applications mobiles évolués de la série A présente une certaine ressemblance dans la précédente histoire de Microsoft Le fournisseur d’applications dépendant du Macintosh au milieu des années 80 pour devenir le premier fournisseur de systèmes d’exploitation dans l’industrie des PC à peine dix ans plus tard.
Intel ne maintient pas une avance confortable dans la technologie de processeur
Dans le même temps, Intel n’a pas enregistré de nouvelle augmentation importante de l’efficacité du processeur x86 ni de la puissance de calcul capable de maintenir une marge concurrentielle bien supérieure aux processeurs d’application internes de la série A d’Apple utilisés dans les appareils allant des iPhones aux iPad Pro. La possibilité de transférer également des Mac vers une puce Apple personnalisée ne cesse de se renforcer.
De plus, les ventes d’ordinateurs WinTel qui conditionnent le développement de la puce x86 d’Intel depuis les années 1990 ont atteint un plateau depuis plusieurs années. La croissance des ventes de Mac d'Apple dépasse de loin celle du secteur plus vaste des PC depuis presque chaque trimestre depuis de nombreuses années. Compte tenu de la très faible croissance des volumes de ventes de PC, l’effondrement des prix des ordinateurs portables ne provoque pas d’énormes progrès dans la recherche et le développement. Au lieu de cela, Intel s'est concentré sur la construction d'autres types de processeurs permettant de gagner de l'argent sur des marchés plus attractifs.
Intel a tenté d'entrer sur le marché des processeurs d'applications mobiles dans le cadre de ses partenariats Atom x86 avec Google et Android, et a tenté de renforcer les ventes de puces de qualité supérieure pour serveurs PC. En dehors des processeurs x86 classiques, Intel a acquis Infineon pour entrer sur le marché des processeurs à bande de base. Ces puces de modem associent un processeur ARM dédié à des circuits radio qui gèrent les capacités sans fil d'un périphérique mobile.
Les efforts les plus récents d’Intel visant à acquérir de l’intérêt pour les puces à large bande mobile ont été temporairement remportés après l’adoption par Apple de ses modems pour iPhone. Mais maintenant que les futurs iPhones utiliseront les modems Qualcomm et, éventuellement, ceux d'Apple, Intel perdra également toutes les activités de téléphonie mobile, ce qui l'incitera à abandonner complètement la course de la 5G.
Alors que les performances globales d'Intel en tant que fabricant de puces pour ordinateurs personnels s'estompent, un autre facteur précédemment cité en tant que raison pour laquelle Apple pourrait ne pas vouloir quitter x86 semble également moins important. En normalisant les Macs x86, Apple pourrait disposer de puces à double source Intel et AMD. Pourtant, Apple ne l'a jamais fait et, en parallèle, il n'a jamais eu de réel problème pour livrer ses propres puces de la série A sans conserver plusieurs sources.
Après s'être disputé pour des modems, Apple est prêt à s'approvisionner
Pour comprendre pourquoi Apple pourrait vouloir posséder ses propres processeurs Mac plutôt que de compter sur Intel, considérons son passé récent dans la gestion de son offre de processeurs à bande de base pour modem mobile de Qualcomm et Intel.
Au cours du procès Qualcomm, des dirigeants d’Apple ont expliqué lors de leur procès qu’ils avaient cherché à utiliser des modems Intel dans l’iPad mini 2 de 2013, mais que Qualcomm avait fait preuve de beaucoup de souplesse comme une "arme à la tête" pour que Apple dépende exclusivement des puces de Qualcomm.
Au fur et à mesure que se développaient les conflits contractuels, Apple s'intéressait de plus en plus aux alternatives à Qualcomm et espérait qu'Intel pourrait offrir une feuille de route viable. En 2016 et 2017, Apple a commencé à utiliser des modems à double source d'approvisionnement pour ses iPhones utilisant à la fois les processeurs à bande de base Qualcomm et Intel. Cependant, en 2018, Qualcomm a refusé de vendre entièrement ses puces à Apple, obligeant les iPhones à utiliser les modems d'Intel.
Pourtant, alors que les modems existants d’Intel n’étaient que marginalement derrière ceux de Qualcomm, il est apparu que Qualcomm pourrait acquérir une avance beaucoup plus grande sur le prochain passage aux modems 5G, menaçant de laisser les futurs iPhones d’Appel derrière les androïdes basés sur Qualcomm lors de la transition vers la 5G.
Comme il est devenu évident qu'Intel ne pouvait pas livrer ses propres modems 5G dans un délai concurrentiel, Apple a réglé avec Qualcomm et a effacé tout espoir pour Intel, préférant plutôt faire face à une dépendance à court terme à l'égard des modems Qualcomm tout en supposant un plan interne de construction. son propre futur chemin pour les modems iPhone.
Si Apple pouvait investir en toute confiance dans son propre développement de modems bande de base indépendant d'Intel – entreprise très spécialisée qu'elle n'avait jamais exercée auparavant -, elle devrait être beaucoup plus confiante dans la création de ses propres processeurs d'application pour Mac, dans la mesure où elle s'est lancée dans la conception de processeurs personnalisés. Il y a plus de dix ans, il est leader dans le secteur des processeurs mobiles personnalisés.
Les puces mobiles de la série A d'Apple ont renforcé les processeurs d'applications rivaux de Texas Instruments, Nvidia, Qualcomm et Samsung, et ont largement devancé les développements ARM personnalisés parallèles, notamment le Kirin de Huawei. Étant donné que le marché de la téléphonie mobile dispose de davantage d’argent pour les téléphones et les tablettes que pour les ordinateurs mondiaux, Apple peut clairement tirer parti de sa position massive, extrêmement lucrative et unique dans le secteur de la téléphonie mobile pour adapter ses technologies de processeur et de processeur graphique existantes à des processeurs pour son Mac. des cahiers. La seule question est, "veut-il?"
Preuve qu'Apple construit un avenir non-Intel pour les Mac
Sur le plan matériel, Apple est allé bien au-delà de la simple construction de son propre processeur pour les puces mobiles de la série A. Le package de puces de la série A comprend également le processeur graphique d'Apple, ainsi qu'un contrôleur de mémoire personnalisé, un contrôleur de stockage, une Enclave sécurisée pour la gestion de l'authentification liée aux ID tactile et aux identités de visage, le traitement de signal d'image personnalisé prenant en charge des fonctionnalités avancées de caméra, un cryptage personnalisé pour la sécurité au démarrage, le chiffrement intégral du disque et les codecs avancés pour le déchiffrement de l’audio et de la vidéo.
Nombre de ces fonctionnalités sont également intégrées aux puces Intel x86. Pourtant, plutôt que de devenir de plus en plus dépendant du silicium personnalisé d’Intel, Apple a ajouté ses propres puces personnalisées de la série T aux Mac modernes. La dernière puce T2 prend en charge des fonctionnalités similaires à iOS, notamment Touch ID, Touch Bar, les fonctionnalités de la caméra FaceTime, un démarrage sécurisé, le cryptage de disque, le décryptage et la compression avancés de supports.
Apple T2
Les Mac continuent à utiliser les GPU intégrés d'Intel ou du matériel GPU dédié d'AMD. Mais ici aussi, Apple a introduit une couche d’indépendance avec Metal. Les développeurs sur iOS et Mac écrivent sur les API Metal de Apple, qui tirent parti de tous les GPU disponibles. Cela permet de plus en plus à Apple d'introduire ses propres GPU dans les futurs Mac et de continuer à prendre en charge les logiciels existants.
La prise en charge logicielle d’une architecture de processeur spécifique est depuis longtemps un facteur qui a favorisé le statu quo dans des architectures spécifiques telles que l’architecture Intel x86 ou ARM. Bien qu'il ne soit pas difficile de développer une nouvelle architecture de processeur avec une conception techniquement supérieure, il a toujours été très difficile de déplacer la base logicielle installée pour prendre en charge ce nouveau silicium.
Intel a lui-même rencontré ce problème dans ses efforts pour remplacer x86 avec la conception RISC améliorée de ses i960 et i860 ou la toute nouvelle architecture similaire de son Itanium IA64. Les efforts d’Apple pour introduire PowerPC avec Motorola et IBM ont également montré que l’un des plus gros problèmes lors de l’introduction de nouvelles architectures de puces était la capacité de fournir et de distribuer suffisamment de logiciels natifs capables de les exécuter rapidement.
En introduisant l'iPhone puis l'iPad, Apple a suscité un vif intérêt pour l'écriture d'un nouveau logiciel pour les puces d'architecture ARM. Apple a simplifié cette tâche en fournissant toute l'infrastructure de compilation nécessaire pour permettre aux programmeurs d'écrire dans les API d'Apple, ce qui pourrait ensuite simplifier le travail de gestion des futures transitions de processeur, comme lors du lancement par Apple du nouvel A7 64 bits en 2013.
Android de Google et Windows Mobile de Microsoft étaient encore plus ambitieux dans la prise en charge de plusieurs architectures de processeurs. Cependant, le problème demeurait qu'un logiciel spécialement conçu pour une puce, comme le faisait Microsoft, ne fonctionnerait pas sur un autre téléphone, ou qu'un logiciel utilisant le bitcode générique de Google pour Android ne serait pas optimisé pour fonctionner rapidement avec un processeur spécifique.
Lorsque Microsoft a tenté de libérer Windows RT s'exécutant sur des processeurs ARM, les nouvelles machines ne pouvaient même pas exécuter le logiciel Windows existant. Entre-temps, bien que la majorité des téléphones Android utilisaient tous des processeurs ARM, la nature "exécuter n'importe où" d'Android signifiait qu'aucun de ces appareils n'était optimisé pour fonctionner de manière spécifique. Les iPhones avec une puissance de traitement similaire et moins de RAM utilisent toujours un logiciel comparable mieux que les téléphones Android similaires.
Le logiciel Surface PC de Microsoft basé sur ARM ne pouvait pas exécuter le logiciel Windows
L'approche d'Apple consistait à optimiser ses compilateurs pour exécuter des applications iOS sur une architecture de puce spécifique, avec la possibilité pour Apple de migrer ce logiciel vers une nouvelle architecture optimisée en fonction des besoins. Encore une fois, cela a permis à Apple d’introduire la première puce ARM mobile 64 bits et de s’assurer rapidement que le logiciel était compilé pour en tirer parti.
De plus, Apple n'a cessé d'améliorer sa capacité à fournir un code optimisé spécifique au matériel d'un utilisateur. Plutôt que d'indiquer à l'utilisateur quelle version de logiciel acheter, l'App Store peut déterminer et transmettre le code nécessaire à l'exécution sur un appareil spécifique. Un utilisateur peut acheter une application et obtenir automatiquement des versions optimisées sur plusieurs appareils différents, sans même rien connaître du matériel sous-jacent.
Tout ce travail sur iOS peut être traduit en Mac. L'App Store joue un rôle important dans la distribution de la version correcte du logiciel vers le nouveau matériel. Cela signifie qu'Apple pourrait introduire un mélange de modèles ARM et x86 et gérer la distribution de logiciels optimisés via l'App Store, ce qui résoudrait un problème qui empêchait depuis longtemps de quitter x86 sans émulation ni traduction.
Parallèlement, Apple a également permis aux développeurs d'utiliser leurs applications iOS existantes et de les adapter pour qu'elles s'exécutent sur macOS Catalina via le nouveau Catalyst. Cela augmentera la gamme de titres disponibles, indépendamment des problèmes de dépendance du processeur. Au cours des deux dernières années seulement, Apple a également radicalement amélioré l'App Store pour iOS et Mac, offrant une expérience organisée facilitant la découverte de nouveaux titres.
Dans macOS Catalina, Catalyst permet aux applications iPad de migrer vers le Mac
Combiné à de nouvelles initiatives telles que Apple Arcade, cela crée une tempête de logiciels parfaite pour les Mac, au moment même où les outils permettant de fournir du code spécifique à l'architecture sont perfectionnés. De plus, Apple progresse également dans les ventes aux entreprises, créant ainsi le marché le plus puissant pour les Mac, alors même que les puces Windows et x86 perdent de leur importance.
Nous nous approchons donc des conditions idéales pour qu'Apple introduise de nouveaux Mac sans puces x86. Il se pourrait qu'Apple ait l'intention de lancer un ordinateur portable d'entrée de gamme avec une version volumineuse des puces A14X destinées aux futurs iPad Pro, potentiellement avec un GPU Apple mis à l'échelle de manière similaire.
Il est également possible qu'Apple fasse une transition encore plus audacieuse vers une nouvelle architecture de puce de processeur capable de fournir une puissance de traitement accrue. Nous avons déjà vu les efforts d'Apple pour créer son propre processeur graphique personnalisé (un processeur massivement parallèle conçu pour effectuer les tâches répétitives courantes dans le rendu des graphiques), ainsi que pour fournir le nouveau moteur Neural introduit dans l'A12 Bionic, spécialement conçu pour le traitement de l'IA. .
Apple vient également de présenter un nouveau FPGA (Field Programmable Gate Array), une puce personnalisée pouvant être optimisée pour des tâches spécifiques. Il sera livré sur la carte Afterburner pour le nouveau Mac Pro, permettant ainsi à son matériel Intel ultra-rapide doté de puissants GPU d'exécuter un logiciel dédié sur un autre type de matériel de traitement personnalisé.
Ces développements indiquent que plutôt que d'abandonner le processeur Intel pour un processeur ARM, Apple pourrait plutôt transformer progressivement les Mac modernes en un maillage de moteurs en silicium personnalisés, chacun étant spécialisé dans certains types de tâches. Et il l'a déjà fait jusqu'à un point avec ses derniers Mac T2, et en particulier le Mac Pro avec un Afterburner.
Les futurs Mac Intel pourraient être livrés avec une puce personnalisée Sidecar fournissant un processeur graphique Apple, un moteur Neural et un processeur FGPA comme l’Afterburner. À présent, Apple peut désormais également expédier des Mac non Intel avec un processeur ARM sans se soucier de la prise en charge optimisée des logiciels. De plus, Apple pourrait également développer une nouvelle architecture de processeur personnalisée allant au-delà de l’architecture ARM, initialement conçue pour être utilisée sur des appareils mobiles.
Si Apple développait sa propre nouvelle architecture de CPU, ce changement pourrait également être étendu aux appareils iOS, donnant ainsi naissance à une famille de processeurs propriétaires exécutant tous les appareils Apple. Cela pourrait s’avérer être un avantage concurrentiel majeur, et c’est une évolution que nous avons déjà constatée dans le GPU d’Apple et d’autres applications sur silicium personnalisées.
