Apple dimostrerà di avere gambe in silicone oltre ARM in WWDC 2020

La pandemia di COVID-19 ha costretto Apple a spostare la sua Conferenza mondiale degli sviluppatori in un formato solo online, ma ciò non impedisce all'evento di essere l'evento più atteso che Apple abbia mai messo insieme.

ARM Mac Geddon

Una delle idee più allettanti attese dal WWDC20 è un'ulteriore visione dei piani futuri di Apple per un Mac ARM. È opinione diffusa che Apple definirà una strategia per fornire il futuro hardware Mac utilizzando il proprio silicio personalizzato anziché i processori Intel x86 che hanno alimentato i Mac dal 2006.

Apple ha costruito il suo impero di silicio personalizzato negli ultimi dieci anni. I primi frutti delle sue fatiche sono stati visti per la prima volta con lo sviluppo di A4, il System on a Chip sviluppato sotto la guida di Johny Srouji per alimentare il primo iPad e iPhone 4. Ha anche alimentato il primo prodotto di Apple che è passato da Intel a ARM , con la seconda generazione di Apple TV, disponibile anche nel 2010.

Johny Srouji

Negli anni successivi, Apple ha rapidamente consegnato diverse varianti di nuovi sviluppi personalizzati di silicio ogni anno, investendo miliardi in lavori che sarebbero utili solo se fosse in grado di spedire continuamente enormi volumi di nuovo hardware mobile di fascia alta alimentato dal suo rapido aumento e chip serie A efficienti.

Da tempo si vocifera che se Apple potesse sviluppare i propri chip per dispositivi mobili – e per nuovi fattori di forma come i dispositivi indossabili tra cui l'Apple Watch alimentato da S1 nel 2015 – che forse Apple potrebbe costruire in modo simile anche i propri chip per Mac.

Il vantaggio di utilizzare il proprio silicio personalizzato nei Mac è spesso immaginato per offrire costi ridotti, maggiore durata della batteria e innovazione più rapida secondo il programma di Apple, piuttosto che dover aspettare che Intel fornisca le funzionalità di cui ha bisogno.

In effetti, Apple sta già offrendo una varietà di nuove funzionalità ai suoi recenti Mac utilizzando il proprio silicio personalizzato sotto forma di chip T2, che fornisce gestione dei supporti ottimizzata, crittografia, sicurezza e supporto per le funzionalità da Touch ID e Touch Bar a SideCar e Hey Siri.

Se Apple migra la sua intera architettura di elaborazione Mac da Intel, il passaggio principale comporterebbe apparentemente lo spostamento del codice CPU dall'x86 di Intel ai core CPU dell'architettura ARM che ha utilizzato negli ultimi dieci anni di nuovi chip della serie A. Per questo motivo, il passaggio ai chip personalizzati di Apple è spesso descritto come un passaggio a ARM. È più grande di quello, tuttavia.

Il braccio altamente efficiente

L'architettura ARM si è evoluta per diversi decenni. ARM è nato come una nuova architettura di processore RISC pulita dal produttore britannico di PC Acorn alla fine degli anni '80. All'inizio degli anni '90, Apple si è coordinata con Acorn per adattare il suo design per alimentare il suo nuovo Newton MessagePad portatile a batteria. Quel nuovo ARM Architecture per dispositivi mobili iniziò davvero a decollare quando Nokia e altri produttori di telefoni iniziarono a utilizzarlo per offrire enormi volumi di apparecchi a basso consumo alla fine degli anni '90.

Chip ARM

Nel 2001, Apple aveva affondato qualsiasi piano futuro per i palmari Newton ma aveva un nuovo motivo per utilizzare i chip ARM nel suo nuovo iPod. Nel corso dei prossimi cinque anni, Apple ha rapidamente utilizzato milioni di chip ARM per alimentare una vasta gamma di lettori musicali portatili. Ha quindi utilizzato un SoC ARM abbinato a una potente GPU per fornire iPhone, che ha impacchettato quasi un ambiente Mac completo in un dispositivo mobile in grado di funzionare come telefono, dispositivo multimediale e piattaforma di app connessa a Internet.

Nel 2010, l'iPad di Apple alimentato in formato A4 ha migliorato l'esperienza dell'iPhone in un formato più grande, a tutta pagina, che ha reso il computing semplificato e portatile accessibile a un nuovo pubblico che va dall'istruzione ai team di vendita ai piloti di aeromobili e altri settori specializzati dell'impresa mobile. Per Apple, le vendite dell'iPad sono cresciute tanto quanto quelle convenzionali sul Mac in termini di entrate e molto più grandi in termini di spedizioni.

Abbraccio ed estensione di ARM

Tuttavia, la storia di Apple del silicio personalizzato che utilizza i core della CPU ARM è andata oltre la tecnologia concessa in licenza da ARM, Ltd. Alcuni dei maggiori salti di tecnologia di Apple, come l'A5X 2012 che alimenta il nuovo Retina Display iPad 3, sono stati forniti principalmente attraverso enormi miglioramenti all'architettura grafica della GPU piuttosto che solo i suoi core di CPU ARM di calcolo generale.

Dopo aver sviluppato rapidamente un design core ARM completamente personalizzato con A6 che è stato fortemente ottimizzato per le esigenze specifiche di iOS, Apple è diventata un videogioco mobile con iPad A6X.

Un altro esempio notevole è l'A7 del 2013, che ha introdotto il primo ARM ISA a 64 bit utilizzato in un dispositivo mobile. Apple aveva fatto passi da gigante rispetto al resto del settore utilizzando un'implementazione estesa di ARM che alcuni concorrenti non riuscivano a credere a ciò che stavano vedendo, mentre diversi blogger hanno semplicemente insistito sul fatto che Apple doveva aver travisato il suo lavoro per ingannare il pubblico.

Entro il 2014, Apple potrebbe spostare la produzione della sua A8 nell'impianto di fabbricazione di chip più avanzato al mondo presso il TSMC di Taiwan, ottenendo nuovi balzi in termini di prestazioni ed efficienza che non erano dovuti al design dell'architettura ARM stessa.

Negli ultimi cinque anni, Apple ha introdotto un nuovo silicone personalizzato che va oltre ARM. Ciò include funzionalità come il controller di archiviazione personalizzato di Apple e il suo processore di segnali di immagine utilizzato per ottimizzare le funzionalità della fotocamera e sfruttare potenti tecniche di fotografia computazionale per differenziare iPhone e iPad.

Le caratteristiche uniche dell'iPhone X di Apple hanno sfruttato il SoC Bionic A11 personalizzato dell'azienda, che ha introdotto core logici di rete neurale dedicati contrassegnati come "Neural Engine" per eseguire calcoli di machine learning specializzati molto più velocemente e in modo molto più efficiente rispetto alla semplice esecuzione di questi sulla CPU o su una GPU con funzionalità AI specializzate. Come il design della GPU ora personalizzato di Apple, Neural Engine non è "ARM Architecture".

Motore neurale

Apple ha attirato l'attenzione sul suo motore neuronale "bionico", che non è "ARM"

Apparentemente Apple ha anche esteso il suo ARM ISA, con A13 Bionic nella famiglia iPhone 11 e iPhone SE non solo sfoggia un motore neurale avanzato ma fornisce anche nuovi acceleratori di apprendimento automatico nei core della CPU, noti come blocchi AMX. Apple afferma che i suoi blocchi AMX sono sei volte più veloci in matematica rispetto ai core della CPU della generazione precedente.

I miglioramenti personalizzati che Apple sta sviluppando sui suoi progetti core ARM, combinati con la sua logica non ARM che va dalla GPU Apple al suo motore neurale e l'altro silicio personalizzato impacchettato nei suoi SoC mobili, tutto si traduce in un chip "ARM" che sta aumentando non proprio un chip ARM.

Rimanere compatibili con un ISA come ARM o Intel x86 è importante solo se il codice deve funzionare su future generazioni dei prodotti di quel progettista di chip. Ciò significa che se Apple migra i suoi Mac da Intel, ottiene il pieno controllo su dove può andare il Mac. Non è più necessario seguire la tabella di marcia futura che Intel definisce.

Apple può spostare in modo flessibile il lavoro dell'interfaccia utente di macOS e l'accelerazione dei compiti delle sue app su nuovi tipi di motori di processore, più o meno allo stesso modo in cui ha spostato sempre più l'interfaccia utente sulla GPU a partire dall'inizio degli anni 2000 per offrire un UI veloce ma burrascosa, prima su Mac e poi su iPhone e iPad.

Nel prossimo decennio vedremo un uso crescente di nuovi tipi di elaborazione che si basano sull'apprendimento automatico, sull'intelligenza artificiale e sull'elaborazione neurale, sulla base della nostra crescente comprensione di come funziona il cervello stesso. Man mano che andiamo oltre la CPU tradizionale che ha calcolato la maggior parte dei calcoli standard nei PC dagli anni '80, la capacità di Apple di creare SoC in silicio personalizzati e sistemi indossabili in componenti di elaborazione dei pacchetti che ottimizzano la logica specificamente per le attività richieste diventerà sempre più importante e necessaria per distinguersi e fare un passo avanti rispetto ai concorrenti delle materie prime che si concentrano principalmente sulla consegna degli smartphone di ieri a prezzi bassi.

Non dovrebbe sorprendere che Apple voglia ora offrire ancora più flessibilità e ottimizzazione alle sue piattaforme di elaborazione Mac convenzionali.

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