לפני עשרות שנים, אפל התחילה במסלול שחולל מהפכה הן במוצרים שלה והן בתעשיית הטכנולוגיה כולה. הנה המקום שבו Apple Silicon התחיל, ולאן זה הולך.
מההתחלה של Apple Computer, החברה הסתמכה על חלקי ליבה מתוצרת חברות אחרות. ל-Apple I היה שבב MOS Technology 6502 בליבה, אם כי המייסד השותף סטיב ווזניאק עיצב את רוב החומרה המקורית האחרת, כולל המעגלים.
אפל המשיכה להמציא ולפטנט על טכנולוגיות רבות ככל שגדלה, אך היא תמיד הייתה תלויה בחברות אחרות שיספקו את השבב העיקרי המניע את המכונות, המעבד. במשך שנים רבות, ספקית השבבים של אפל הייתה מוטורולה, ולאחר מכן אינטל.
במבט לאחור, די ברור שהקשר ההכרחי הזה עם חברות אחרות - לעתים קרובות עם חברות שאפל התחרתה בהן במישורים שונים - לא היה מה שמייסד ומנכ"לסטיב ג'ובסרצה. אפל הייתה נתונה לחסדי לוחות הזמנים של מוטורולה או אינטל, ולפעמים עיכובים במשלוח, שפגעו במכירות מק.
ההקדמה לסיליקון אפל
לפני חזרתו של ג'ובס לאפל ב-1997, אפל השתמשה בחברה בשם Advanced RISC Machines, שנוסחה מאוחר יותר בתורArm Holdings PLC, כדי לעצב שבב עבור כף היד של ניוטון. ג'ובס הרג את המכשיר מיד כשנכנס לתפקיד המנכ"ל, למרות זעקתם של מעריצי ה-PDA.
למרבה המזל, ארם קיבלה הזדמנות שנייה לעבוד עם אפל על פרויקט ה-iPod, מה שדרש להוביל את טוני פאדל לחפש ספק שבבים המתמחה בשבבים בעלי יעילות גבוהה והספק נמוך, בין שאר אתגרים. האייפוד הראשון, שהופיע לראשונה בסוף 2001, השתמש במערכת-על-שבב של Portplayer PP5502 (SOC) המופעל על ידי ליבות מעבד כפולות.
כמה שנים מאוחר יותר, אפל השתמשה בשבבי SOC מבוססי Arm בעיצוב סמסונג עבור המקוראייפון. אפל קנתה מניות ב-Arm והעמיקה את הקשר שלה עם החברה.
מייסד שותף של אפל, סטיב ג'ובס
באמצע שנות ה-2000, המחשבים הניידים של אפל החלו לעלות ברצינות עלiMacכמחשב הבחירה של הצרכנים. מכשירים ניידים כמו ה-Palm Pilot הציגו רמה חדשה של גישה למידע בדרכים, והבכורה של האייפון חיזקה את הרצון הזה.
זה נראה ברור כעת שהמחברות של אפל יצטרכו בסופו של דבר לעבור לשבבים הרבה יותר חסכוניים בצריכת החשמל, אבל באותו זמן המקום היחיד שאפשר למצוא מחקר כזה היה עמוק בתוך מעבדות "skunkworks" הסודיות של אפל.
ביוני 2005, ג'ובס הודיע שכל מערך ה-Mac של אפל יעבור לשבבים מבוססי אינטל. ה-Mac פיגר אחרי שבבי מוטורולה, והמכירות ירדו שוב.
לקוחות ותיקים היו מודאגים מההשפעה של מעבר כה גדול, אבל העבודה של אפל מאחורי הקלעים השתלמה עם תוכנת אמולציה בשם Rosetta. זו הייתה טכנולוגיית מפתח ששמרה על תוכניות ה-PPC הקיימות של הלקוח לפעול בצורה חלקה, אפילו במכונות החדשות.
מלבד כמה שיהוקים מוקדמים, המעבר הגדול עבר די טוב, והלקוחות שוב התלהבו מאפל.
המהלך הביא במהירות לא רק מהירות למכשירים הניידים של אפל: עם היעילות של שבבי אינטל, הוא גם שיפר את חיי הסוללה. מחשבי ה-Mac החדשים הצליחו גם להריץ את Windows בצורה יעילה יותר, יתרון מכירות גדול למשתמשים שהיו צריכים או רצו להשתמש בשתי הפלטפורמות.
מתקדמים לקראת עצמאות
במבט לאחור, לג'ובס ולצוות ההנהלה החדש שלו הייתה תוכנית ברורה לחזק את אפל על ידי צמצום התלות בחברות אחרות למינימום. המטרה ארוכת הטווח הייתה שאפל תעצב את השבבים שלה, והארכיטקטורה של Arm הפכה למפתח למשימה הזו.
בשנת 2008, שנה בלבד לאחר הופעת הבכורה של האייפון, החלה להתגבש החוד הראשון בתוכנית של אפל לייצר שבבים משלה. באפריל אותה שנה, החברה קנתה חברת עיצוב שבבים בשם PA Semiconductor, שבסיסה בפאלו אלטו, עבור278 מיליון דולר.
עד יוני אותה שנה, ג'ובסהוכרז בפומבישאפל תתכנן שבבי אייפון ואייפוד משלה. אלו היו חדשות מאכזבות גם לסמסונג וגם לאינטל.
סמסונג רצתה לשמור על תפקידה כמעצבת ויצרנית השבבים של אפל. אינטל ניסתה קשה לחזר אחרי אפל להשתמש בערכות השבבים Atom בעלות ההספק הנמוך שלה עבור האייפון, והייתה בהלם כשאפל סירבה.
דגמי האייפון הראשונים השתמשו בשבבים מבוססי זרוע שתוכננו וייצרו על ידי סמסונג. זה השתנה ב-2010 כאשר אפל הציגה את השבב הנייד הראשון שלה בעיצוב עצמי, ה-A4. הוא הופיע לראשונה בדור הראשוןאייפד, ולאחר מכן האייפון 4.
הוא שימש גם בדור הרביעי של ה-iPod Touch, ובדור השניApple TV. סמסונג עדיין שימשה לייצור השבבים, אבל לא להרבה זמן.
בשנה שלאחר מכן, אפל החלה להשתמש בחברת Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) כדי לייצר את השבבים באופן עצמאי. אפל ממשיכה להשתמש ב-TSMC כמוצר השבבים שלה עד היום, ולעתים קרובות רוכשת את כל כושר הייצור שלה של כמה שבבים.
שני הגורמים הגדולים לטובת אפל בשימוש בשבבים משלה עוסקים כולם בשליטה ובהתאמה אישית. הם נותנים לאפל יתרון משמעותי על פני שבבים ניידים מתחרים של קוואלקום וסמסונג.
באמצעות תבנית RISC של Arm, לאפל יש כעת שליטה מלאה על עיצוב השבבים שבהם היא משתמשת. זה אומר שהוא יכול להוסיף, לשנות ולמטב תכונות שבבים - כמו המנוע העצבי - כאשר הוא צריך, למשל, להגדיל במהירות את יכולות למידת המכונה ועיבוד הבינה המלאכותית שלו.
שנית, השבבים של אפל - בין אם למכשירים הניידים שלה, מחשבי Mac או מוצרים אחרים כמו Apple TV - נמצאים בהרמוניה עם התוכנה ומערכת ההפעלה שבה נעשה שימוש. זהו גורם שרוב יצרני המכשירים מבוססי אנדרואיד לא יכולים להתחרות בו.
גוגל החלה לעצב שבבים משלה עבור קו Pixel משלה של סמארטפונים, אך סמסונג מסתמכת כעת על שבבי קוואלקום עבור המכשירים הניידים שלה, שאינם ניתנים להתאמה אישית לתכונות ספציפיות לסמסונג. הדבר נכון גם ליצרני מכשירי אנדרואיד אחרים.
זו הסיבה שהשבבים של אפל בדרך כלל תואמים או מנצחים מערכות מתחרות גם כאשר ליריבים יש יותר זיכרון RAM, יותר ליבות מעבד ויתרונות לכאורה אחרים. אפל יכולה לשלב חידושי תוכנה עם תכונות חומרה - כמו אופטימיזציה של חיי הסוללה - ברמה שכמעט אף אחד אחר לא יכול.
כבר ב-2012, שמועותהתחיל להסתובבשאפל מתכננת להציג בסופו של דבר שבבים מבוססי-זרוע, בעיצוב אפל, בקו מחברת ה-Mac שלה. זה נראה כמו הרחבה הגיונית, בהתחשב בהצלחת האייפון, אבל זה כנראה ייקח שנים של עבודה הנדסית ייעודית.
זה התחיל להיות ברור, אם כי ללא הודעה מוקדמת, שמעבר כזה כבר נמצא בתהליך.
ערכת המעבר למפתחים של אפל עבור אפל סיליקון
כְּמוֹAppleInsider הזכירבשנת 2018, כמעט כל הסמארטפונים ואפילו מיקרוסופט אימצו את ארכיטקטורת Arm עד לשלב זה. המעבר השמועותרָחוֹקמאת אינטל באופן אירוני יהיה חלק כמו ההגירהאֶלאינטל הייתה בשנת 2005.
אין ספק, בשנת 2019 אינטל קיבלה סוף סוף את ההודעה הרשמית שהשבבים שלהם יהיו בקרובכבר לא נדרשעבור ה-Mac. בשלב זה, אפל הייתה על שבב ה-A12 עבור האייפון, ואמות מידה שלו הציעו שהוא היה ברמה שולחנית מבחינת ביצועים.
ב-22 ביוני 2020, מנכ"ל אפלטים קוקהכריז בWWDCאותה אפלהיה זזלשבבי אפל סיליקון, שתוכננו על ידי אפל בעצמה, במהלך השנתיים הבאות. קוק הדגיש שהמכונות יוכלו להריץ תוכנת Mac מבוססת אינטל באמצעות "רוזטה 2"כדי לעזור במעבר.
מנכ"ל אפל, טים קוק, מול MacBook Pro
מחשבי ה-M1 הראשונים - המק מיני, MacBook Pro 13 אינץ' ו-13 אינץ'MacBook Air- הגיע בנובמבר של אותה שנה. המק פרוהייתה המכונה האחרונה שעשתה את הקפיצה, דילגה לחלוטין על דור ה-M1 - סוף סוף הופיעה לראשונהביוני האחרוןעם שבב M2 Ultra חדש על הסיפון.
מלבד ה-Mac Pro המושהה, שאר קו ה-Mac עברו לשבבי M-class בתוך השנתיים המובטחות. "כאבי הגדילה" של מעבר לטכנולוגיה מבוססת-זרוע היו הרבה יותר מינוריים מאשר במעברים שעברו.
משתמשים הגיבו בצורה חיובית מאוד ל-M1אפל סיליקוןמחשבי מק, מהללים את הדחיפה העצומה במהירות ובעוצמה שהקו מביא בהשוואה למכונות מבוססות אינטל של 2020. אינטל ו-AMD עבדו קשה כדי להדביק את הפער, אבל אפל סיליקון היא כעת המדד החדש שלפיו מכונות אחרות נמדדות כשהיא מגיע למכונות צריכה.
איך אפל סיליקון שומרת על היתרון התחרותי שלה
מאז ה-M1, מעריצי אפל התרגלו לשיפורים דו ספרתיים שגרתיים מדי שנה בערך. הן בהשוואת שבב הבסיס האחרון מסוג M ליורש שלו והן בהשוואה של כל גרסה לזו שמתחתיו, ואז שוב כאשר מופיעה סט חדש.
זה לא יכול להימשך לנצח, אבל היכולת של אפל לעצב שבבים בהתאמה אישית מושלמת לחומרה שלה הוכחה כיתרון גדול.
זה אומר שמעצבי השבבים של אפל יכולים לתת יותר דגש לתחומים שיזדקקו ליותר תשומת לב, ואנחנו נשמע הרבה יותר על כך ביוני הקרוב. אפל ללא ספק תרחיב את המהירות, כוח המחשוב והמורכבות של המנוע העצבי הקיים שלה בשבבים הבאים שלה, כדי להתאים לשימוש רב יותר בטכנולוגיות למידת מכונה ובינה מלאכותית.
כבר, יש לנוצוין בעברשהמכונות של אפל יכולות לשמור על אותן מהירויות גבוהות בקו ה-MacBook ללא קשר אם המכונה פועלת באמצעות סוללה או חשמל. רוב המחשבים הניידים של המחשב פועלים במהירות הטובה ביותר שלהם רק כשהם מחוברים לחשמל, עם מאווררים רועשים.
ייצוג גרפי של שבב M3 עם סטטיסטיקות ביצועים, כולל ספירת ליבות CPU ו-GPU, ספירת טרנזיסטורים והשוואות לשבבי M1 ו-M2.
מבקרי יוטיוב שלMacBook Air חדשדוגמניות ציינו, בתדהמה מסוימת, את זהאפילו אפליקציות "מקצועיות".כמו Photoshop, Lightroom ו-Final Cut Pro פועלים מצוין לעבודות קלות ובינוניות - במכונה שאין לה מאוורר. זה היה רעיון כמעט בלתי נתפס עבור הסוקרים האלה אפילו לפני שנתיים.
יש לתת קרדיט ליצרניות שבבים אחרות שעשו מאמצים הרואיים - אם כי לא לגמרי מוצלחים - להדביק את הפער. קוואלקום, למשל, הוציאה את ה-Snapdragon 8 Gen 3, שמטרתו להתמודד עם ה-A17 Pro המשמש אתאייפון 15 פרוו-Pro Max.
התחרות הנוכחית הקרובה ביותר ל-A17 Pro ו-M3: Snapdragon 8 Gen 3 של קוואלקום
זה בסדר, למעט העובדה שהאייפון 16ייצא בסתיו, עם שבב חדש שככל הנראה ימשיך את המסורת כיום של עליות דו ספרתיות. בפרט, נציין שביצועי ה-GPU ב-M3 עלו ב-50 אחוז לעומת ה-M1 תוך שלוש שנים בלבד.
היתרון הגדול הנוסף של אפל, במיוחד במכשירים ניידים הוא יעילות אנרגטית שמובילה לחיי סוללה עולמיים.
ה-Snapdragon 8 Gen 3 כולל שבע ליבות CPU עם שילוב של ליבות ביצועים ויעילות, בדומה לגישה של אפל. הגרפיקה של Snapdragon 8 Gen 3 מטופלת על ידי ה-Adreno 750 GPU.
השיפור בשבב Snapdragon מקודמו הוא באמת מרשים. אבל, במדדים שלאחר הפרסום, מה שנקרא Apple-beater של קוואלקום לא ממש עומד בהייפ.
תוצאות benchmark של Geekbench עבור ה-iPhone 15 Pro וסמארטפונים באמצעות Snapdragon 8 Gen 3
תוצאות של Geekbench ליבה אחת ומרובת ליבות עבור מכשירים חדשים כמו Nubia Red Magic 9 Pro, ASUS ROG Phone 8 Pro ו-Samsung Galaxy S24 Ultra מתקרבות למה שה-A17 Pro מציע מבחינת ליבות יחיד ורב-ליבות. עיבוד ליבה. אלא ש"קרוב" לא מספיק טוב.
העתיד כל כך מזהיר
קל לזרוק כמויות עצומות של כוח על שבב כדי להפוך אותו לביצועים יותר. זה עדיין מדהים כי אינטל, AMD ועכשיו השבבים הטובים ביותר של קוואלקום למחשבים שולחניים ומחשבים ניידים, נאבקים לשבור שוויון עם Apple Silicon באותן רמות צריכת חשמל.
ה-M3 בדרך כלל עולה על כולם במבחני ליבה בודדת, והשבבים הנוכחיים של אפל כבר מגיעים לשליש קרוב מאוד לשבבים הנוכחיים של סמסונג וקוואלקום ב-AI ו-Machine Learning.
שינויים בציון Geekbench עבור מבחני ליבה אחת ורב ליבה של דגמי הבסיס M1, M2 ו-M3
וכל זה לפני הדחיפה הגדולה של AI/Machine Learning שאנו מצפים בשבבי A18 Pro ו-M4. כדאי לחזור על כך שאפל משיגה את כל זה תוך שהיא מציעה חיי סוללה מעולים משמעותית - חיוניים למשתמשי סמארטפונים ומחשבים ניידים - וכמעט בכל המקרים, אותה רמת ביצועים בסוללה כמו כשהיא מחוברת לחשמל.
מה שבטוח, לעיצוב הכל-על-שבב אחד של אפל יש כמה נקודות תורפה עבור חלק מהמשתמשים. לא ניתן לשדרג מאוחר יותר את זיכרון ה-RAM ואת ה-GPU המובנה, והשבבים עצמם לא מתוכננים להיות ניתנים לשדרוג בתוך מכונה נתונה. אלו יתרונות שיצרניות מחשבים אחרות יכולות להציע שאפל לא יכולה.
נראה שגם לאפל לא אכפת איך לשלב eGPUs ואפשרויות גרפיות אחרות של PCI, אפילו במגדל ה-Mac Pro שלה. סביר להניח שזה לא בעדיפות גבוהה עבור החברה, לאור המכירות הנמוכות של מחשבים נייחים ייעודיים בימינו, אבל זה פוגע במי שבאמת צריך את זה.
אפל הוסיפה לאחרונה עודיכולות גרפיותעבור דור M3, כגון מעקב אחר קרניים והצללת רשת. זה עזר לסגור את הפער - מעט - בין מכשירי אפל למחשבים עם כרטיסים גרפיים ייעודיים.
הכירו את ה-M4
בהתחשב במעבר בתעשייה למה שאפל מכנה "למידת מכונה" ושאר התעשייה מתקצרת ל-"AI", סביר להניח ששבב ה-M4 הקרוב יצליח להתעדכן בתחום זה. שבבי הדור הבא של אפל יוכרזו ככל הנראה ב-WWDC, ויתחילו להופיע במחשבי מק חדשים החל מהסתיו.
הציפיות הן שה-M4 יהיה יותר מסתם שיפור ב-M3, אלא יכלול עיצוב מחדש כדי להתאים למנוע עצבי גדול יותר ושיפורי AI שונים אחרים. כמו בדור הקודם, ה-M4 יגיע בשלוש גרסאות לפחות.
ה-M4 הבסיסי, המשמש במוצרים כמו ה-Mac mini ו-MacBook Air לרמת ההתחלה, נקרא בשם הקוד "Donan". ה-M4 Pro נקרא כרגע בשם הקוד "Brava" והוא ישמש בתצורות מעודכנות של ה-MacBooks ו-Mac mini.
הגרסה הבאה שלמק סטודיוסביר שישתמש ב-M4 Max, בעוד שה-Mac Pro בסופו של דבר ישוקן כדי לקבל את מה שככל הנראה ייקרא M4 Ultra, בשם הקוד "Hidra". האינדיקציות מצביעות על כך שמשפחת M4 תגביר את יכולות העיבוד באופן משמעותי כחלק משדרוגי ה-"AI" שלה, למרות שהיא צפויה עדיין להיווצר באמצעות תהליך ה-3nm.
השורה התחתונה
עידן זה מסמן את המעבר השני המוצלח ביותר עבור אפל שצמח מימי הניוטון והאייפוד שלה. לסטיב ג'ובס, טוני פאדל ורבים אחרים באפל מגיע קרדיט רב על אמונתם המוקדמת בפוטנציאל של שבבים מבוססי זרוע.
בתחומים שלרוב המכריע של משתמשי המחשבים אכפת מהם, אפל הפכה לסטנדרט בתעשייה לנסות ולנצח. יש עדיין כמה תחומים שבהם גם אפל וגם מתחרות השבבים שלה יכולות להשתפר, אבל התחרות ביניהן טובה לכולם.
כעת, לאחר שאפל סוף סוף טעמה להיות בקצה הגבוה של ביצועי מחשב ברמת הצרכן, לא סביר שהם יחזרו אי פעם. ראשי פיתוח החומרה באפל ממסגרים לעתים קרובות את הדיונים שלהם על העתיד במונחים אופטימיים, מה שמרמז על ציפייה לחידושים עתידיים לשנים הבאות.
זה גם היה מסע יוצא דופן עבור Arm, במקור מינוף RISC לתכנון תשתית למכשירי כף יד יעילים.
שבבי זרוע הם כעת הבסיס לכל שבבי המכשירים הניידים, כמו גם טאבלטים מאפל, אנדרואיד ומיקרוסופט, וכמובן גם למחשבים הניידים והמחשבים השולחניים של אפל.
צוות החומרה הנוכחי באפל תיאר את עצמו כ"מסוחרר" כדי להיות מסוגל לעצב שבבים מותאמים אישית המותאמים לצרכים המיוחדים של כל אחד מהמכשירים שלהם. זו יכולת שלעולם לא הייתה לה שליטה עליה עם יצרניות שבבים אחרות.
שתי הקבוצות של מוצרי אפל ראו קפיצות גדולות ביכולת, ממש לצד שיפורים מסיביים בחיי הסוללה, כתוצאה מכך.
