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Apple宣佈首款ARM架構Mac年底上市,全新macOS Big Sur支援x86/ARM雙平台,並給予2年過渡期以揮別x86架構!

文.圖/Johan 2020-06-23 04:00:00
先前我們提到Apple將推出ARM架構的Mac電腦,以揮別x86架構,這次蘋果在6/23凌晨1:00的WWDC 2020開發者大會中,除公佈全新的iOS 14、íPadOS 14、watchOS 7等作業系統,以及進軍電視串流的Apple TV+服務之外,最重要的就是全新的macOS Big Sur (v11.0),首度支援ARM/x86雙架構,可說是最大的架構變革版本。

macOS Big Sur將正式支援ARM/x86雙架構,圖為在Apple A12Z Bionic處理器下執行的Mac畫面


在這次公佈的各裝置OS中,Apple宣佈於今日開始推出Beta 版本給開發者,並於7月起提供Beta版給一般用戶。正式版本將於秋季正式推出!有關於Apple WWDC 2020線上發表會,可以參考這裡,可以開啟簡體中文字幕。

macOS Big Sur (大索爾)發表,將支援ARM/x86雙架構!

Big Sur (大索爾)是美國加州聖荷西以南靠海的一處國家公園,其區域具備多山,並常以景色秀麗聞名。這次蘋果從Catalina到Big Sur可說是改革很多,不僅重新設計ICON、簡化視窗布局,更帶入ARM/x86執行函式,讓蘋果正式宣告,要將Mac轉換至ARM架構了!

蘋果(Apple)自推出iPhone與iPad之後,可說是成果豐碩,後續更推出Apple Watch,打造全系列ARM架構的行動/穿戴裝置。然而在Mac電腦方面,其CPU架構的變革,可說是歷經了3代:1995年導入PowerPC架構,然後到2006年改變到x86架構(搭配Mac OS X Tiger),如今2020年Apple又要換架構了,正式改變到ARM架構(搭配macOS Big Sur)!

先前是PowerPC架構,到2006年時,正式轉換到x86架構


先前在PowerPC架構下執行的Mac OS X畫面,10.5.4也是末代純PowerPC架構的Mac OS X


在2006年PowerPC轉x86架構時,Apple給予約2年的過渡期,在軟體方面則是提供Universal Binary架構,程式設計師可以編譯出PPC/x86的執行檔,以便在傳統PowerPC架構的Mac與新x86架構的Mac上執行。但傳統以PPC編譯的執行檔,則是透過Rosetta的即時轉譯函式,讓PPC的執行檔也能在x86平台下執行,讓消費者不用捨棄先前購買的PPC軟體,即可在新的x86 Mac上執行使用,且執行效能也不錯!

當時Steve Jobs在世時,提到了Transitions過渡期,讓Mac能從PowerPC順利轉到x86架構


當今macOS在x86架構下執行的畫面,而macOS Catalina也將是末代純Intel架構的macOS


然而如今x86 Mac從2006至今也14年了,由於Apple會想要跳進來自己做ARM處理器,一切都是始於iPhone,自2010年A4晶片,發展到2019年的A13晶片,已經歷經了10代的產品(呵呵,Intel的Core至今也擠到第10代! XD),其效能已提升了100倍了!至於iPad也是從A5X一直發展到A12X共6款,其GPU效能比第一代iPad快了1000倍!足以看出Apple在CPU設計功力不可小覷!而在這短短的10年內,Apple總共交付了20億顆系統晶片!

Apple表示他們自己研發自己的Apple處理器


始於iPhone,從2010年的A4到2019年的A13,總共經歷的10代的產品


Apple ARM CPU十年內的效能增加了100X (反觀Intel x86架構還在擠牙膏XDorz)


再看針對iPad打造的處理器,從A5X到A12X歷經了6代產品


Apple ARM GPU效能比初代iPad快了1000倍 (反觀Intel的iGPU還在HD/UHD,沒什麼太大效能增長XDorz)


正因為Apple自己開發的系統晶片讓其iPad/iPhone/Apple Watch都有獨特的功能 (不像Intel會內建一些類似Optane的雞肋功能XDorz)


在這短短的10年內自行研發處理器的日子中,Apple累計總共交付了20億顆系統晶片!


如今,也許看不慣Intel在x86 CPU的效能擠得太慢,而且一直導入一些沒用的功能,讓Apple覺得時機成熟了,乾脆自己來打造Mac專用的ARM處理器,這次所發表的A12Z參考硬體設計平台,就是基於Apple A12處理器,搭配其最新macOS Big Sur,以原生ARM架構程式來執行!

Apple認為Desktop桌機的耗電高、效能也高,而筆電是耗電低,效能也低


而Apple打造的ARM Mac將會是「耗電又低,效能又高」的終極產品!!!!!


Apple的系統晶片,涵蓋了這些重要特色,每個都是可擴展架構設計


Apple表示將會設計一系列Mac專用的系統晶片家族,提供不可思議的特色與效能,搭配一般的架構來設計 (不像Intel只是擠牙膏)


過渡期的三大法寶:支援UB、Rosetta 2、虛擬平台

至於現階段的x86 Mac執行檔怎麼辦?這次一樣,跟2006年當時的PPC/x86作法相同,這次macOS Big Sur可支援x86/ARM的執行檔,其軟體開發工具也支援雙架構,讓程式設計師透過Xcode來編譯成x86/ARM雙架構的Universal Binary (Universal 2),這樣就解決了不同架構Mac的執行問題。

這次為讓macOS過渡到使用Apple系統晶片,Apple花了四大功夫


首先是Xcode,讓程式開發者能夠編譯出ARM架構的執行檔


只要有原始碼,透過Xcode來編譯,即可產生支援ARM架構的執行檔


跨平台第一法寶,就是Universal 2,macOS Big Sur支援Universal 2雙架構執行檔,程式設計師可編譯出x86/ARM架構的執行檔,以便能在內建Intel或Apple處理器的Mac上執行


至於未來在ARM Mac下如何執行既有的x86 Mac程式?這次透過Rosetta 2的方式,系統能將x86 Mac執行檔即時轉譯成ARM指令來執行,讓「傳統x86」Mac程式能無痛執行,且執行效果幾近原生!Apple現場執行Maya來進行3D建模,甚至執行以Metal版本的Shadow of the Tomb Raider遊戲(x86架構),在1080p解析度下都非常順暢!

跨平台第二法寶,就是:Rosetta 2,macOS系統能將x86 Mac執行檔即時轉譯成ARM指令來執行,不用重新編譯


當然這次也支援Universal 2雙架構執行檔,可編譯出x86/ARM架構的執行檔,以便能在內建Intel或Apple處理器的Mac上執行。

跨平台第三法寶,就是:Virtualization,最新macOS系統能執行x86的虛擬機,讓使用者能透過虛擬機來執行Linux或其他作業系統


如今有不少程式開發者會透過類似Parallels Desktop來執行虛擬機,並在虛擬機下執行Linux以開啟一些背景服務。而這次macOS Big Sur也支援Virtualization功能,讓喜歡開x86虛擬機的程式開發者或玩家也能在ARM Mac下執行這些虛擬應用。

Apple應用已全優化,並與微軟、Adobe合作推出ARM優化版本

除了macOS Big Sur已經針對ARM Mac平台優化,以及Final Cut Pro優化之外,Apple也與微軟、Adobe等軟體廠商合作,在Office for Mac上能夠非常流暢執行,至於Adobe的Light Room、Photoshop也有ARM Mac優化過,執行流暢程度不亞於x86 Mac平台版本。

當然未來還有更多針對ARM Mac優化的應用程式,目前應該優先推出Universal Binary的版本,後續才會推出純ARM Binary的版本。

透過上述三大法寶,Apple軟體工程部資深副總Craig Federighi表示,微軟的Office已經可以在ARM架構的Mac上順暢執行


現場展示Demo,以PowerPoint for Mac (x86)透過3D模式,可完整顯示出各種圖層


再來展示搭載Apple晶片Mac在執行Lightroom時的特效,也是非常流暢


最多人用的Photoshop,同樣在Apple晶片Mac也順暢執行,如同原生一般


當然在自家Final Cut Pro影片編輯軟體下,也能在4K ProRes格式下,同時開啟3個檔案來順暢編輯


至於透明特效,Rosetta 2也有出色的效能表現


這就是搭配Rosetta 2來執行各式Mac軟體或Docker工具下的畫面,不會有任何問題


執行Maya也能順暢進行3D模型著色


當然在執行支援METAL介面的Shadow of the Tomb Raider(古墓奇兵:暗影)遊戲時,在未更改執行檔的情況下,在1080p解析度也能順暢執行


至於虛擬應用方面,現場也執行Parallel Desktop (for x86 Mac)虛擬機軟體


在該x86虛擬機下執行Linux作業系統,並開啟Apache Web Server服務,也是能在ARM Mac下順場執行!!!!!


第四法寶:可原生執行iPhone/iPad ARM Apps

最後,因為macOS Big Sur也支援ARM架構的Apps,而您知道iPad可以用來執行iPhone的Apps,那麼這次Mac當然也可以用來「原生」執行iPad、iPhone的Apps,甚至可以同時執行多份Apps (類似你開Android模擬器來跑Google Store裡面的Android Apps一樣,只是這次是用Mac來跑iOS/iPadOS的Apps)。當然,未來在Mac App Store裡面,也會有這些iPadOS/iOS的Apps,讓ARM Mac的用戶可以原生執行這些Apps。

既然搭載Apple晶片的Mac跟iPhone/iPad一樣是ARM架構,因此用Mac來執行iPhone/iPad也都沒問題,圖為執行「紀念碑谷2」的遊戲畫面


要同時執行多份iPhone/iPad App,當然也是沒問題的啦!


未來在Mac App Store,將會有更多原先針對iPhone/iPad設計的App,可以下載到ARM Mac下執行


此外,iOS/iPadOS/macOS都採用相同ARM架構之後,程式設計師未來只要一鍵編譯,就可以產生3種平台的執行檔,輕鬆推出各式跨平台應用。

總之,Universal 2、Rosetta 2、Virtualization,與原生執行iPhone/iPad App,就是這次macOS Big Sur主打的四大法寶


x86 Mac倒數計時,給予2年過渡期!

由於Apple已宣佈首款內建A12Z系列ARM處理器的Mac年底上市,因此勢必會搭載macOS Big Sur版本,然而為讓當今的Mac應用程式能夠無縫接軌,Apple給予2年的過渡期,讓程式設計師能先推出Universal Binary,到後年之後全面改用ARM Binary Only,這也將會成為Mac App Store上架的準則。

為讓程式設計師,能過迎接全新ARM Mac新世代,現在可以到 developer.apple.com 論壇去關注各種相關消息


目前Apple已優先推出Developer Transition Kit,這是一款Mac mini的機器,內建A12Z SoC,提供16GB記憶體與512GB SSD,並安裝好macOS Big Sur developer beta與Xcode,讓程式設計師能夠先購買這樣的開發機,來設計出Universal Binary或是ARM Binary Only的執行檔,並針對未來ARM Mac來優化。

蘋果推出採用A12Z系統晶片的Mac Mini,提供前期開發者採購使用


Apple推出Universal App Quick Start Program,讓程式開發者加入,以設計出雙架構的Mac App


那麼,Apple還會再推出x86的Mac嗎?Apple執行長Tim Cook表示還會有的!事實上,他們正在醞釀新的基於Intel晶片的Mac。由此可推斷,搭載Intel處理器的Mac應該會導入高階的Mac機器(如MacPro、iMac),而搭載ARM處理器的全新Mac可能優先應用在入門或主流級的Mac機器(例如MacBook、MacBook Air等)。

第一款採用Apple晶片的Mac,將於2020年底上市 (畫面看起來像是Mac Mini)


Apple提供2年的過渡期,以持續推出新版macOS,因此這兩年內應該還看得到支援Intel架構的macOS新版 (到後年時,黑蘋果就掰掰囉!)


Apple執行長Tim Cook表示,未來兩年內,還是會推出基於Intel晶片的Mac


可以看出Intel晶片的Mac,將應用在高階的iMac、MacBook Pro,甚至MacBook Air等產品


總之,也許到了2022年之後,屆時Apple的ARM晶片效能更快、ARM版本macOS應用優化做更好更成熟時,也就是Apple正式向x86架構說掰掰的時候了!

等今年秋天,上述各新OS就會正式推出,屆時也有更新的軟體可以使用了!



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