苹果自研芯片狂想曲:GPU、数据中心要不要全自已来?Apple Silicon 效能表现会如何?

2020-07-15 12:38:04 来源:technews
苹果在今年6 月WWDC宣布将Mac 个人电脑两年内从英特尔转移到自家「AppleSilicon」,至今不到一个月,依旧余波荡漾,传闻满天飞舞。「最新版本」大致可归类成以下几条。
  • 预定年底发表的新Mac,采用的Apple Silicon 将是「8 大核(Firestorm)+4 小核(Icestorm)」,性能预计不低于4 核心的英特尔Core i7-1065G7,或是6 核心的AMD Ryzen 5 4500U。
  • ARM 版macOS 取消支持AMD 显示卡。
  • 台积电5 纳米制程生产的Apple Silicon,预估成本不超过75~100 美元。

这就衍生出以下的几个问题。

如果Apple Silicon 绘图芯片放弃AMD,代表nVidia 一定没有机会?

就算苹果不明讲,世人也多少心里有数这次的「典范转移」也是布局多年的成果。回顾多年前的往事,就让人不得不注意到某些毫不起眼的蛛丝马迹和看似微乎其微的可能性。

还有多少人记得2016 年,nVidia 扩编「负责苹果产品的软件工程师」与「负责Mac 的nVidia 驱动程序团队」这件事。据传nVidia 下一代GPU「Hopper」将在2021 年采用台积电5 纳米制程,并从过去的巨大单一芯片,转向近似AMD CPU 的Chiplet 多芯片封装。

虽然苹果去年macOS 10.14 Mojave 版就中止支持nVidia CUDA,而2008~2009 年的「显卡门」事件更是某些资深果粉记忆犹新的故事,但nVidia 当初会跟苹果决裂,元凶多半是nVidia 拒绝对苹果开源驱动程序源码。

也许可以猜猜看Mac Pro 使用的Apple Silicon 会不会集成nVidia 的Hopper,或观察一下nVidia从去年开始,是否有持续增加投入Mac 的人力,以及何时官方释出开源驱动程序的布局与进度(不限苹果,这对nVidia 不少客户很重要)。

我们也不能排除苹果真的这么厉害,可以在短短几年,就打造出比美nVidia、AMD 的绘图核心(还得考虑这两家厂商手上握有的大量专利)。假若成真,那大费周章拼命挖角AMD 人才的英特尔情何以堪,「哭晕在厕所」大概将会是最贴切的描述。

既然都要挑战高端处理器了,要不要干脆连数据中心也拿下?

还记得苹果曾推出Xserve 服务器和Xserve RAID 外接磁盘阵列吗?当下重返企业硬件市场恐怕不是什么好主意,但自产自用就不一样了。

台积电代工制造芯片看似便宜,但自行研发「高效能处理器」这件事,从研发到验证,还是要巨大开销,所以也不乏苹果将采取AMD 那套Chiplet 多芯片封装的预测,用单一晶粒堆砌高阶产品。只不过,要做到这件事其实也不简单,光要如何设计高效率的快取数据一致性协定和系统总线就够棘手了,没累积多年的服务器相关经验很难搞定,这也是ARM之所以怂恿AMD 开发K12 的主因(然后就只剩下很没诚意的Opteron A1100)。

但既然要自己生出「英特尔Xeon」等级的Apple Silicon,那要不要干脆连数据中心用的处理器也自研自用?看在GoogleTPU 和亚马逊AWS Graviton 的硕然成果,苹果也跑来一同共襄盛举,好像也不是太让人意外的发展。

或许苹果的数据中心基础架构虚拟机与云端管理,2015 年从VMware 转向开源的KVM,并不只是为了节省要价两年2 千万美元的VMware 企业授权协定,背后暗藏更巨大的布局。

此外,当用户端的所有设备与数据中心的处理器采用相同的指令集架构,也可能衍生出另类的特殊应用。像英特尔曾研究「Internet Suspend / Resume」(ISR),让个人电脑的设定组态,就像虚拟机映像档,自动切割上传到云端,动态无缝转移到另一台电脑的Hypervisor,让使用者逻辑上持续操作同一台电脑。尽管以今天的角度来看这有点没什么大用,但仍保有相当的想像空间,反正苹果永远不缺让人惊讶的「创意」。

现有应用程序从英特尔x86 指令集处理器转译到Apple Silicon 的效能损耗是否让人无法忍受?

这应该是多数果粉最关心的话题,但请记住,这次「第四次冲击」和前三次有个最显著的差异:转移到苹果完全掌握的自研处理器,这也让苹果能玩出更多花招,如透过硬件技术加速转译效率。

像俄罗斯Elbrus 和消失的Transmeta,其二进制动态编译并非纯粹仰赖软件手段,位于底层的处理器也提供了不少辅助机制。收回处理器研发的苹果不在这里上下其手,反而更让人奇怪。当然,也有可能做了却永远不讲,跑分够漂亮、果粉用起来满意就够了。

总之,还是期待着苹果愿意站上HotChips 甚至ISSCC 演讲台的那天。

也许,什么事情都不会发生……

以上几点均属猜测,也许最终苹果选择100% 硬件自研(或Mac Pro 继续塞着AMD 显卡)、数据中心仍是满满的x86处理器、现有Mac 应用程序全靠Rosetta2 进行纯软件的二进位码转换。
 


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