两笔收购 促成了iPhone里的那颗最强芯片
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两笔收购 促成了iPhone里的那颗最强芯片

2021年10月15日 09:13:44
来源:ZEALER

在消费级智能手机领域,如今 iPhone 里的那颗自研处理器芯片是绝对的性能王者。苹果还不满足于此,给 iPhone 的 A 系列芯片做成了大号版,冠以 M 系列之名放到 Mac 上,又在 PC 界引起了一阵波澜。

翻看历史,苹果的造芯之路并非一帆风顺,有大大小小的波折,也有力挽狂澜的正确举措。今天就让我们通过苹果两笔标志性的收购,聊一聊苹果造芯历史的那些瞬间。

前传:无疾而终

相信有不少读者都会记得乔布斯的心血之作——1984 年的麦金塔 128K,那是也苹果电脑的一代经典。我们今天的故事就从这里讲起。

时至 1986 年,它仍然是苹果的主力产品之一。这时苹果对麦金塔的摩托罗拉 68000 处理器性能已不再满意。苹果的工程师霍兰、Macintosh 负责人加西提出了一个大胆的想法:自研处理器。

时任苹果 CEO 约翰·斯考利对自研芯片的想法非常支持。理由确实很充分:苹果依赖的处理器合作伙伴摩托罗拉,在研发方面已经慢了下来,可能会被竞争对手英特尔超越。若能实现自研处理器,苹果就可以自己掌握产品主导权。

摩托罗拉 68000 处理器

摩托罗拉 68000 处理器

就这样,苹果的自研处理器计划开始了,代号名为“水瓶座”(Aquarius)。斯考利非常重视这项计划,为此倾注了大量的资源。然而,正如苹果许多的研发项目一样,水瓶座的工程师们并没有太多的经验,项目一直没有进展。后来,苹果聘请了硅谷传奇阿尔·阿尔康,主导水瓶座计划,并聘任了处理器专家休·马丁。结果,马丁接手工作刚刚两个星期,就对斯考利表示:“这真是太荒唐了,苹果根本没有开发芯片的经验,怎么能和英特尔、摩托罗拉竞争呢?”

斯考利想必是认同了他的观点。1989 年,水瓶座计划无果而终。据说,阿尔康曾询问工程师们对项目的看法,却发现工程师们对这个项目毫无兴趣。

从 1987 到 1997 这十年的时间里,苹果在研发上投入了超过 15 亿美元的经费,但其中的大多数项目都打了水漂。乔布斯回归苹果之后,一个很重要决定就是砍掉大批毫无建树的项目,节省开支,这才在危急关头挽救了苹果。胎死腹中的自研处理器计划,也成为了那个时代苹果的缩影。

PA Semi :班底集结

第一笔收购,关系到一位芯片大牛,名叫丹尼尔·W·多伯普尔(Daniel William Dobberpuhl)。他年纪轻轻便投身芯片研究,31 岁时加入老牌电脑公司 DEC,领导设计了一系列微处理器。著名的“阿尔法”处理器 DEC Alpha,正是由他主导设计的。

多伯普尔也是 Arm 架构最早一批设计师。DEC 被康柏收购之后,他又自己创办了 SiByte 公司,设计 64 位 MIPS 处理器。博通公司相中了他们的技术,于是豪掷 20 亿美元将 SiByte 收入囊中。本来,年近花甲的多伯普尔可以在博通安心“养老”,但他还是决定再度出山,创办新公司 PA Semi,然后就有了与苹果的这一段故事。

视角回到苹果这边。苹果曾于 90 年代与 IBM、摩托罗拉联合建立了 AIM 联盟,其中的重要结晶是 Power PC 平台(后被称为 Power ISA),基于此平台的 Power Mac 成为了苹果 90 年代中后期到本世纪初的主力产品。看看最新的“萝卜刨”Mac Pro,你是否看到了一丝经典 Power Mac 的影子?

PA Semi 的首款主要产品是面向 Power ISA 的处理器 PWRficient,主打高性能低功耗,其中的 PA6T-1682M 处理器基于 65 nm 工艺,双核 2GHz,典型功耗 5-13W 且最高不超 25W。

PWRficient 正好迎合了苹果 Power Mac 的需要,因此传闻称苹果就是 PA Semi 的重要客户。令人意外的是,乔布斯在 2005 年的 WWDC 大会上宣布,Mac 电脑将转向英特尔 x86 平台,放弃使用了 11 年之久的 Power PC 处理器,终结了传闻。

2008 年,苹果宣布以 2.78 亿美元收购 PA Semi。这个举动有些耐人寻味,因为 PA Semi 只做 Power PC 处理器,而当时的苹果已经放弃了 Power PC 平台。于是有观点称,苹果的转变是要故意“坑”一把 PA Semi,好压价收购。

不管怎么说,交易完成之后,苹果将多伯普尔与一众技术人才招入麾下,建立起了自研处理器的“梦之队”。与 20 年前的摸爬滚打不同,苹果这次真正拥有了技术班底。乔布斯在 2008 年的 WWDC 开发者大会上表示,这笔收购将 PA Semi 工程师的才华带到了苹果,未来将助力于 iPod、iPhone 等设备的制造。

不过,踌躇满志的苹果没有马上启航,他们还需要一笔收购,搭建完整的芯片梦幻团队。

Intrinsity:芯片首秀

2010 年,iPhone 4 发布,带来了全新设计的方形中框、细腻的视网膜显示屏,被许多人奉为一代经典。当然,iPhone 4 的成功,其中内置的 A4 处理器功不可没。

A4 是苹果自研处理器的首秀,乔布斯称之为苹果“所设计的最先进芯片”。联想到上文说的收购,人们可能会以为该处理器出自刚刚加入的 PA Semi 团队之手。但事实并非如此,它的诞生要归功于苹果后来收购的另一家公司——Intrinsity。

Intrinsity 的前身是 Exponential Technology,创立于 1993 年,首款产品是面向苹果的处理器 Exponential X704。由于财务问题,苹果没有选用该处理器,因此 Exponential 将该产品卖给了 PowerComputing 与 UMAX 等生产麦金塔兼容机的公司。但不久之后,苹果终止了麦金塔兼容机授权,Exponential 没有了客户,不得不宣告倒闭,这家公司与苹果的第一段情缘也画下了句号。

但故事还没有结束,Exponential 的一个设计团队以 EVSX 之名继续存在,后来更名为 Intrinsitty。Intrinsity 于 2009 年宣布了融合自研 Fast14 技术,基于Arm Cortex-A8 架构、三星 45nm LP 工艺的 Hummingbird “蜂鸟”核心,主频可达 1GHz。通过这种半定制的方法,四个月内就可以生产 SoC 设计。

苹果相中了 Intrinsity 的技术,于 2010 年 4 月将其收入囊中,时隔十余年再续前缘。两个月后,iPhone 4 面世。

核心显微拍照图的对比显示,苹果 A4 和三星的 S5PC110 差别不大,苹果在后者的基础上去掉了一些接口,并将 L2 缓存 由 512KB 增至 640KB,从而在同等主频之下,性能略胜 S5PC110 一筹。

那一年,这两枚“蜂鸟”处理器的宿主,iPhone 4 和三星 Galaxy S i9000,成为了智能手机单核时代的王者。而苹果和三星,在多年之后的今天,也依然是自研处理器领域的代表。

未来

看完苹果漫长的往事,我们不难看出,造芯绝非易事。强如苹果,也曾在这条道路上栽跟头。

技术与人才的积淀,是芯片行业不可或缺的。PA Semi、Intrinsity 这两次收购,为苹果带来了苹果急需的人才与技术。这些工程师们大多在上世纪八九十年代投身半导体行业,经历过芯片产业的黄金时代。从那时起,苹果通过半定制化的路线,逐渐点出了顶尖芯片设计公司的技能树。

进入芯片行业的公司,都将裹挟于飞速前行的科技浪潮之中,正如逆水行舟,不进则退。如今,芯片赛道上有了不少中国公司的身影,“缺芯”的危机感与力求自主的意识,驱动着中国选手们砥砺前行