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蘋果如何設計芯片-蘋果造芯的每一步都走對了,全都因為他

蘋果造芯的每一步都是正確的,都是因為他

也許連喬布斯都不知道,2007年的決定讓蘋果成為了今天的一個「半導體巨頭」。

從2007年下定決心做芯片到現在AppleSilicon遍地開花,涵蓋iPhone、iPad、蘋果幾乎所有的產品線,如Mac。

最重要的是,蘋果不是傳統意義上的芯片設計公司,他們的A系列和M系列芯片只是為了讓產品與眾不同。

▲蘋果M1芯片「天團」.

而且蘋果芯片不出售,只存在于蘋果產品中。在規章制度下,要取得這樣的成就并不容易。

CCSInsight分析師WayneLam甚至預測蘋果芯片部門將成為全球收入十二大芯片公司。蘋果只用了15年就取得了這一成就。

▲JohnySroujiiny蘋果硬件高級副總裁.圖片來自:Apple

隨著芯片的強勁表現,蘋果新聞發布會上對性能的描述也從TimCook轉移到了JohnySrouji。

他不喜歡在ApplePark搭建的場景中照本宣科,更喜歡在蘋果位于以色列的芯片研發中心錄制實景。

▲JohnySrouji在矩陣中.圖片來自:Bloomberg

在那里,桌子上有一排排定制的Macmini在各種溫度和壓力下測試原型芯片,走廊里有無數裸露的電路板和芯片。

「就像矩陣一樣(Matrix)」,這是Srouji在采訪中所做的比喻。

▲海爾茲利亞(Herzliya)蘋果研發中心.

2012年,蘋果收購了以色列閃存驅動控制器制造商Anobit,隨后在以色列海爾茲利亞(Herzliya)蘋果研發中心新成立。

加上以前現有的海法(Haifa)目前,Applesilicon團隊擁有1000多名員工,分布在以色列、庫比蒂諾和世界各地的兩個研發中心。

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開端

2008年,喬布斯通過并購P.A.Semi和Intrinsty,兩位傳奇芯片設計師SribalanSanthanaman、Jimkeller和曾經在Intel和IBM工作過的JohnySrouji,后來也成為了蘋果造芯團隊的靈魂。

在團隊整合之后,再加上之前從ARM購買高級架構授權的投入,A4芯片在不到兩年的時間里成功出現,與iPhone4一起顛覆了智能機器行業。

然而,當時喬布斯創造了A4芯片「視網膜」屏幕上的光線被掩蓋,A4的核心結構與三星處理器相似,并沒有引起業界的注意。

▲iPhone4拆解。圖片來源:gdgt

A4芯片也是JohnySrouji團隊的第一部作品,而對蘋果來說,它首先掌握了iPhoneSoC的自主權。

JohnySrouji回憶說,芯片設計就像規劃一個復雜的城市,但它只有指尖那么大。

「如果你弄錯了晶體管,它會使整個快速芯片無法高效工作,整個設備反應緩慢。它(芯片)不是一個軟件,可以通過OTA升級和彌補錯誤。當它出廠時,每個晶體管都必須正確運行。」

也許正是這樣的敬畏,A4芯片只是一步一步的設計和生產,最終準時出現在iPhone4中。

縱觀A系列和M系列芯片,A4是蘋果造芯的開始,也是JohnySrouji創造ARM時代的開始。

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顛覆

本以為蘋果A的芯片會繼續循序漸進,和各大同行保持一致「共進退」。JohnySrouji于2013年開放「顛覆」舊行業之旅。

RyanSmith,時任Anandtech科技網站主編,曾高呼「A7真的顛覆了世界」,而這個「世界」指傳統芯片制造商控制下的智能手機SOC。

A7芯片采用64bitARMV8架構,iPhone5s也成為首款配備64位處理器的智能手機。

同時,在A7的祝福下,iPhone5s具有TouchID指紋識別功能,后續也推動生物識別成為智能手機行業的標準。

A7加速了移動SOC向64bit的轉變,高通也放棄了正在開發的32bit芯片項目,開始投資64bit來趕上蘋果。

▲AppleA7.圖片來自:iMore

當Srouji看到競爭對手在A7的64bit芯片上做出倉促決定時,他仍然很難掩飾自己的笑容。

A7可以說是蘋果造芯歷史上的里程碑。四代之后,A系芯片開始引領行業。

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里程碑

下一個里程碑可以說是A系芯片本身,也可以說是JohnySrouji本人。

從很久以前開始,蘋果就開始在iPad上使用不同于iPhone的芯片,或者說是魔法修改。你可以說蘋果想在未雨綢繆的情況下把平板做大做強,但當時平板只是很多人的大屏幕娛樂設備。

隨著iPhone6Plus的出現,iPhone屏幕尺寸突然突破

5.5英寸,隨之而來的是

2.2億臺創紀錄的銷量。

但在光明的背后,iPad有點困惑,夾在iPhone和Mac之間,定位有點未知。所以蘋果計劃改變iPad,給他一個Pro后綴,屏幕擴展到

2.9英寸,計劃于2015年春季發布。

▲iPadPro

2.9.圖片來自:iMore

然而,iPadPro的生產并不順利,硬件、軟件和設計也沒有準備好。最后,TimCook決定推遲到秋季,即與iPhone6s系列一起發布。

這給了團隊更多的時間,比如營銷、設計、軟件,但對于Srouji團隊來說,時間更緊迫。

你應該知道,最初為iPadPro準備的SoC是iPadAir2的A8X(一年前的舊處理器)。如果時間推遲到9月,則需要配備最新的A9X,這意味著A9和A9X需要同時發布。

關鍵是,為了突出Pro特性,A9X必須在性能上與A9有足夠的區別。

最后,Srouji團隊欣然接受了挑戰,并花了半年時間完成了A9X的批量生產,而iPadPro

2.9也準時出現。

同年12月,JohnySrouji成功晉升管理層,成為蘋果硬件高級副總裁,并獲得9萬股額外獎勵。

▲iPadPro搭載M1芯片

2.9.

現在iPadPro產品線的重要性不言而喻,讓蘋果大喊大叫「為什么你的下一臺電腦是電腦?」豪言壯語的根本原因是iPadPro背后有足夠強大的芯片。

它曾經是A系列的魔法修訂,但現在它已經成為「桌面級」的M系列。

轉折

2017年,成為蘋果副總裁的Srouji在蘋果造芯史上遇到了下一個里程碑,「踢出Intel」。

Mikedemler,一位專注于半導體行業50多年的分析師,曾說過蘋果的選擇「他們最初準備踢出Intel的表現有些猶豫」,「但這促使Mac成為一個更具統治力的平臺。」

同年,蘋果高層發現一些資深科技媒體召開了圓桌交流會,目的是為性能低下的MacPro道歉,并表示蘋果正在努力扭轉MacPro的下滑。

Johngruber經歷了這次MacProLives會議,他在自己的博客中寫道「事實勝于雄辯」的總結。

▲圖片來自:UnboxTherapy

MacPro的爭論在于Intel處理器,其性能不足以承擔MacPro產品,同時MacBook、Macmini因能效比低而受到抱怨甚至抱怨。

在下定決心之前,蘋果也進行了激烈的辯論,一方總是認為傳統的個人電腦制造商不會獨自承擔處理器的設計和開發,這是一個巨大的風險。

蘋果需要的是一系列芯片,可以適用于Macmini到MacPro的所有不同定位的Mac,這是非常困難的。

JohnySrouji提出了兩個想法,一個是如果核心成功,我們能提供比IntelMac體驗更好的產品嗎?

另一個是,像A芯片一樣,這個項目需要年復一年的下降迭代,甚至提供更多的芯片版本來應用更多的產品,這是一個巨大的項目。

最后,JohnySrouji和他的團隊迎接了挑戰,正如他所說「困難是一件好事。事實上,它只會浪費時間」。

對于這兩個想法,JohnySrouji在開發M芯片Mac時,不斷在設計團隊、軟件團隊和蘋果組建的Proworkflow團隊中游蕩,其芯片團隊與其他團隊的合作越來越密切。

此外,AppleSilicon芯片架構師采用可擴展架構來處理不同定位的Mac產品,并添加了Soc概念,將內存和CPU、為了解決數據傳輸的延遲,GPU一起包裝。

隨著M1系列芯片的成功,蘋果也對Mac產品線進行了大刀闊斧的改革,廢除了唯輕薄論,回歸了Mac應有的樣子。

Mac也成功搶走了iPhone的風頭,讓我們大喊大叫「蘋果又變回了電腦公司」。

改變

AppleSilicon團隊逐漸成為蘋果所有產品開發的中心,JohnySrouji的負責人影響力越來越大,甚至被視為接管Timcook的候選人。

為了提高效率,JohnySrouji設計了一套新的測試流程,并在整個實驗室安裝了攝像頭,方便世界各地的工程師進行遠程檢查,這實際上違反了蘋果的保密章程。

▲UltraFusion架構令人驚嘆.

此外,為了保持A系列芯片和M系列芯片的領先地位,蘋果自2015年以來每年都在增加研發投資,預計到2021年將超過200億美元。

至于如何花費Applesilicon團隊,為什么要投資,作為CEO的timcook從來沒有問過,一切都是由Johnysrouji安排的。

過去,蘋果新聞發布會的主角往往是JonyIve和他的設計團隊,或者是iPhone、iPad、Mac帶來了新功能的軟件團隊。

他們總是有很多角度可以炫耀,比如優雅的機身設計,打破硬件障礙的生態集成。然而,自M1誕生以來,蘋果新聞發布會上的主角逐漸被Applesilicon接管。我們更愿意看到M芯片的能效比和M芯片產品的新形式。

這一切都是JohnySrouji站在自以為是「矩陣」在蘋果芯片實驗室,為我們慢慢來。

蘋果造芯的故事可能聽過很多,但我還是喜歡以蘋果芯片背后的男人JohnySrouji為主角再回味一遍。

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