揭秘蘋果自研芯片戰(zhàn)略:冒險放棄英特爾,庫克心腹上位

時間:2022-04-19

來源:鳳凰網(wǎng)科技

導(dǎo)語:蘋果公司曾經(jīng)遇到一個麻煩:雖然iPhone極其暢銷,但Mac電腦的銷量卻停滯不前。Mac的設(shè)計和性能并沒有讓顧客們感到怦然心動。

  然而,五年后,Mac銷量飆升。這一局面的扭轉(zhuǎn)源于蘋果不同尋常、持續(xù)多年的努力來打造世界上最先進的芯片設(shè)計業(yè)務(wù)之一。

  一、Mac問題暴露

  2017年,就在蘋果憑借iPhone和AppleWatch中的自研芯片斬獲成功的果實時,它卻面臨著消費者對其Mac系列產(chǎn)品的強烈抵制,其產(chǎn)品被認為越來越落后。

  蘋果高管召集科技博主舉行了一場圓桌會議,做了一件公司很少做的事:為面向?qū)I(yè)人士的高端Mac電腦存在的缺陷公開道歉,并承諾更好的產(chǎn)品正在研發(fā)中。然而,批評的聲音擴大到了蘋果高端電腦以外產(chǎn)品上。就在那次認錯的幾個月后,仍采用英特爾芯片的新款筆記本電腦因性能令人失望而受到批評,其中包括為防止電腦過熱而有所保留的計算能力。蘋果隨后發(fā)布了軟件更新來解決這個問題。Mac的銷售停滯不前,與占公司收入近三分之二的iPhone業(yè)務(wù)相比黯然失色。

  一些行業(yè)觀察人士暗示,可能是英特爾自身的失誤迫使蘋果自研芯片。英特爾的創(chuàng)新步伐已經(jīng)放緩,質(zhì)量也受到了影響。

  “這是異常糟糕的。我們在蘋果的伙伴成為了架構(gòu)問題的頭號歸檔者。結(jié)果非常非常糟糕。當(dāng)你的客戶發(fā)現(xiàn)的漏洞幾乎和你自己發(fā)現(xiàn)的一樣多時,你就不是在正確的方向上?!毙袠I(yè)刊物《PCGamer》在2020年援引前英特爾工程師弗朗西斯·佩德諾爾(Fran?oisPiedno?l)的話稱。佩德諾爾證實了上述言論。他補充說,英特爾現(xiàn)在受益于新領(lǐng)導(dǎo)層,并取得了進步。

  二、拋棄英特爾

  在前英特爾工程師、IBM高管約翰·斯魯吉(Johny Srouji)的帶領(lǐng)下,蘋果半導(dǎo)體部門啟動了一項風(fēng)險很大的項目:用自研芯片取代蘋果筆記本電腦和臺式機15年來使用的英特爾處理器。這些M1芯片比英特爾的更節(jié)能,能夠讓Mac運行速度更快,產(chǎn)生的熱量更少,為蘋果電腦產(chǎn)品線的復(fù)興奠定了基礎(chǔ)。就在供應(yīng)鏈中斷會導(dǎo)致芯片市場其他領(lǐng)域出現(xiàn)混亂之際,該公司現(xiàn)在已經(jīng)控制了一個關(guān)鍵部件。

  此前,斯魯吉領(lǐng)導(dǎo)的芯片部門已經(jīng)為iPhone設(shè)計了芯片,幫助蘋果提高了智能手機和電腦的盈利能力,也為蘋果進軍汽車或擴展現(xiàn)實頭戴設(shè)備等潛在未來產(chǎn)品打下了基礎(chǔ)。M1家族的第四個也是最后一個版本——M1ultra在上個月發(fā)布,專為高端Mac電腦設(shè)計,目標(biāo)用戶是視頻和圖形專業(yè)人士。

  其他科技巨頭現(xiàn)在正試圖效仿蘋果的做法。特斯拉、亞馬遜和Facebook母公司Meta都在開發(fā)自己的芯片,以滿足無人駕駛汽車、數(shù)據(jù)中心和虛擬現(xiàn)實等專業(yè)應(yīng)用更強大的計算需求。與此同時,英特爾等芯片供應(yīng)商正爭相改變戰(zhàn)略,大舉投資,為其他公司代工芯片。

  在最初對蘋果的自研芯片設(shè)計不屑一顧之后,英特爾表示將認真對待這一競爭威脅?!八麄冏龅煤芎?,”英特爾CEO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)去年秋天接受采訪時說,“所以我要做的就是開發(fā)出一個比他們的自研芯片更好的芯片。我希望能贏回他們的這部分業(yè)務(wù)?!?/p>

  英特爾在一份聲明中重申,該公司專注于開發(fā)和制造性能優(yōu)于競爭對手的處理器。英特爾表示:“沒有任何其他芯片供應(yīng)商能夠與英特爾驅(qū)動系統(tǒng)提供的性能、軟件兼容性和形狀因素選擇相匹配?!?/p>

  三、痛苦抉擇

  對于任何一家公司來說,決定拋棄一家重要供應(yīng)商,并將其生產(chǎn)轉(zhuǎn)向公司內(nèi)部,都是站上了一個痛苦的十字路口。而且,斯魯吉能否成功開發(fā)出M1芯片還遠未確定——特別是在2020年新冠病毒大流行威脅到它的推出時。

  與此同時,推出M1芯片也要求蘋果改寫其運營方式,以避免疫情帶來的延誤。為此,蘋果不得不利用斯魯吉長達14年的幕后工作。他已經(jīng)在全球范圍內(nèi)把蘋果芯片團隊從45人擴大到了數(shù)千人,包括他的祖國以色列。

  “我從生活中學(xué)到的經(jīng)驗是:你要想清楚所有你能控制的事情,然后你必須保持靈活、適應(yīng)性,強大到足以在當(dāng)事情不按計劃發(fā)展時挺過去。”蘋果硬件技術(shù)高級副總裁斯魯吉在一次罕見的采訪中說,“新冠肺炎就是一個例子。”

  在2008年加入蘋果后,現(xiàn)年57歲的斯魯吉最初為iPhone開發(fā)芯片。他根據(jù)蘋果設(shè)備的特定需求設(shè)計芯片,這種方法使得蘋果能夠開發(fā)出一種更強大、更高效的芯片,而不是使用供應(yīng)商現(xiàn)成的、必須滿足通用要求的芯片。

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  圖|Mac年銷售額在2020年M1芯片推出后大漲

  對于一個依賴電池運行、在執(zhí)行視頻和游戲等需要大量處理器性能的任務(wù)時一次可以使用幾個小時的設(shè)備來說,這種芯片很重要。結(jié)果是,蘋果從2010年開始為iPhone開發(fā)的基于ARM架構(gòu)的芯片,幫助提高了電池壽命,并允許設(shè)備更好地集成軟件,以突破其他功能的性能極限,比如它的相機系統(tǒng),該系統(tǒng)通過復(fù)雜的算法來改善照片的光線和對焦。

  研究公司CCSInsight分析師韋恩·林(Wayne Lam)稱,蘋果在追求這一戰(zhàn)略的過程中已成為“半導(dǎo)體巨頭”。他估計,蘋果去年在內(nèi)部半導(dǎo)體業(yè)務(wù)上的支出將使其成為全球按收入計算的第12大芯片公司。這一巨變使得英特爾把部分注意力轉(zhuǎn)移到代工業(yè)務(wù)上,生產(chǎn)那些曾經(jīng)購買英特爾芯片的公司設(shè)計的芯片。

  “一開始感覺這似乎有點瘋狂,他們竟然會考慮把英特爾趕出去,”跟蹤半導(dǎo)體行業(yè)近50年的獨立分析師邁克·德姆勒(MikeDemler)表示,“結(jié)果,這讓它們成為了一個總體上更占主導(dǎo)地位的平臺。”

  四、軟件適配挑戰(zhàn)

  對于蘋果來說,向自研芯片過渡可能會給公司的軟件工程師帶來麻煩。十多年來,蘋果的Mac電腦一直依賴英特爾的芯片?,F(xiàn)在,這些程序員必須編寫既能在舊芯片上運行又能在新芯片上運行的軟件。2006年,蘋果就遇到過這種問題。當(dāng)時該公司從早期的PowerPC芯片轉(zhuǎn)向英特爾芯片。知情人士稱,當(dāng)時的這一轉(zhuǎn)變導(dǎo)致蘋果筆記本的主電路板在最后一刻進行了多次修改?!昂芏嗳藫?dān)心我們會遇到同樣的問題”。

  斯魯吉承認,戰(zhàn)略的改變在公司內(nèi)部面臨激烈爭論,因為電腦制造商以前從未在公司內(nèi)部設(shè)計過這樣的組件。這樣做的風(fēng)險是巨大的——一個失誤將是令人尷尬和代價高昂的。

  他的團隊面臨的挑戰(zhàn)之一是如何滿足各種蘋果電腦機型的不同需求,從999美元的入門級MacBook Air到數(shù)千美元的高端臺式電腦。

  蘋果硬件工程師試圖根據(jù)其特殊需求盡可能高效地設(shè)計芯片,而公司的軟件設(shè)計師則對電腦進行了調(diào)整,以滿足其最需要的配置,比如流暢的視頻游戲圖像。

  “首先和最重要的是,如果我們這樣做,我們能提供更好的產(chǎn)品嗎?”斯魯吉在談到這場辯論時說,“這是首要問題。這和芯片無關(guān)。蘋果不是一家芯片公司?!?/p>

  下一步,他的團隊必須弄清楚,在加強團隊能力處理更多產(chǎn)品,并預(yù)測技術(shù)發(fā)展方向的同時,他們是否能夠交付和執(zhí)行。蘋果需要在為下一代產(chǎn)品開發(fā)組件的同時,每年生產(chǎn)數(shù)億臺設(shè)備。

  “我不是只做一次,到此為止,”斯魯吉表示,“這會持續(xù)一年又一年。這是一項巨大的努力。”

  最終,蘋果決定將其iPhone芯片戰(zhàn)略擴展到Mac上,建立一個可擴展的芯片架構(gòu),從iPhone芯片到電腦芯片,并努力確保其軟件在第一天就能原生適配。許多第三方軟件開發(fā)者已經(jīng)熟悉了蘋果芯片,這幫助了蘋果的轉(zhuǎn)型。蘋果將開發(fā)技術(shù),使配備M1芯片的Mac能夠使用為英特爾芯片版Mac開發(fā)的程序。

  五、斯魯吉成庫克心腹

  一位前工程經(jīng)理說,斯魯吉的團隊已經(jīng)成為產(chǎn)品開發(fā)的核心,多年來他的影響力悄然增長,尤其是當(dāng)他展示出平衡工程需求和業(yè)務(wù)需求的能力時。

  多年來,蘋果在研發(fā)投資和收購小型公司方面投入了數(shù)十億美元,以支持其芯片團隊,其中包括收購帕洛阿爾托半導(dǎo)體公司(Palo Alto Semiconductor),該公司以生產(chǎn)耗電量小的微處理器而著稱。

  自2015年以來,斯魯吉一直是蘋果CEO蒂姆·庫克(Tim Cook)為數(shù)不多的心腹之一。2019年,有傳言稱他將重返英特爾擔(dān)任CEO,當(dāng)時該公司步履蹣跚。

  在蘋果加州總部外,斯魯吉自稱是一位汽車愛好者,對德國工程有濃厚興趣。他喜歡他的車就像喜歡他的芯片,用他的話說是:“速度和激情?!?/p>

  在他的下屬經(jīng)理和第三方心目中,斯魯吉以要求殘酷的事實而出名,他的會議關(guān)注的是問題,而不是成功。

  SynopsysCEO阿特·德赫斯(Aartde Geus)稱,在他能回憶起的每一次與斯魯吉的會議上,這位高管都在推動與會者繼續(xù)改進。Synopsys幫助蘋果和其他公司提升芯片性能?!八麄冎粚ψ詈玫臇|西感興趣?!钡潞账拐f。

  六、新冠疫情沖擊芯片測試

  最大的擔(dān)憂之一要數(shù)新冠疫情的暴發(fā),這可能會破壞蘋果為了在2020年秋季推出M1芯片而進行的多年準(zhǔn)備工作。就在蘋果開始在投入生產(chǎn)前進行艱巨的測試以驗證芯片時,該公司也開始執(zhí)行遠程工作命令。芯片生產(chǎn)是一個勞動密集型過程,需要工程師們擠在顯微鏡前檢查早期芯片的質(zhì)量。

  對于蘋果來說,推遲新芯片的生產(chǎn)進展不是一個選擇。因此,斯魯吉著手設(shè)計一種新的動態(tài)測試流程。知情人士稱,該團隊在整個實驗室都安裝了攝像頭,這樣工程師就可以遠程檢查芯片。這是一種曾經(jīng)難以想象的改變,因為在蘋果,保密和控制是至高無上的。

  這種轉(zhuǎn)變之所以能夠順利過渡,部分歸因于斯魯吉的團隊分布在全球各地,他們已經(jīng)習(xí)慣了通過視頻電話開展業(yè)務(wù),并跨時區(qū)工作,他們在圣地亞哥和德國慕尼黑等遙遠的地方協(xié)調(diào)工作。該公司正在這兩個地方投資數(shù)十億美元,將業(yè)務(wù)擴展到為其無線技術(shù)能力設(shè)計芯片。

  隨著芯片在2020年通過最終驗證,臺積電工廠可以開始啟動生產(chǎn)。這家芯片代工巨頭也為英特爾生產(chǎn)芯片。CCS Insight的分析師韋恩·林認為,自研芯片讓蘋果降低了從英特爾等供應(yīng)商購買芯片的成本?!八麄冿@然是在省錢?!彼f。

  在2020年11月的蘋果年度產(chǎn)品發(fā)布會上,蘋果高管們通過預(yù)先錄制的視頻介紹新產(chǎn)品。斯魯吉對M1芯片的介紹是在公司的實驗室錄制的,他提供了關(guān)于新芯片性能的重要細節(jié),并宣稱:“M1是Mac的突破性芯片?!?/p>

  第一批用上M1芯片的電腦是不久之后上市銷售的MacBook Air和Mac Mini,隨后是在2021年推出的配備M1 Pro和M1 Max芯片到更高性能版電腦。第一款M1芯片擁有160億個晶體管。這個數(shù)字只會隨著性能更強的M1版本而增加。今年3月,與MacStudio電腦一起推出的M1Ultra擁有1140億個晶體管,圖形處理單元的尺寸是第一款M1的8倍。

  斯魯吉遵守了典型的蘋果風(fēng)格,對未來可能會發(fā)生什么保持沉默,包括蘋果是否為自動駕駛汽車開發(fā)了自己的強大處理器,類似于特斯拉為汽車開發(fā)處理器。

  “我不打算談?wù)撨@些?!彼χf。


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