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2019年07月19日 | 从Mac换芯看国内ARM架构芯片应用前景
2019-07-19 来源：绿色计算产业联盟
近期一条关于苹果公司挖走ARM首席架构师的新闻，又将Mac换芯战略带入大家视野。Mac系列笔记本和台式电脑现在使用的是X86架构，具体来讲使用的是Intel的Core系列和Xeon系列，和大多数Windows系统的PC使用的是同一类型的CPU。其实Mac在苹果公司成立的四十多年里已经经历了两次重要的换芯。第一次是1994年至1996年从Macintosh 128K芯片转向摩托罗拉的PowerPC架构芯片；第二次是2005年由乔布斯主导的将Mac所用摩托罗拉芯片转向Intel芯片。
给一个出货量如此巨大的电脑产品更换底层的芯片架构，从来都不是一件容易的事，这需要对整个软件生态进行重构，最困难的是，重构的结果不能对开发者和用户造成影响，这就相当于对一辆飞速行驶的赛车进行底盘和发动机的更换，而司机和乘客对此还无感知。
我们可以参考苹果2005年对Mac产品线转向Intel系列CPU所做的努力。实际上乔布斯在1997年重返苹果时就对摩托罗拉的芯片感到不满，当年就开始评估换芯的可能性，强势如乔布斯，也不得不接受董事会需要对此讨论18个月，并且在8年后的2005年做好所有准备工作后再正式开始将芯片转向Intel。
苹果董事会之所以需要讨论18个月，是因为换芯涉及到生态链的重构，这可能对当时好不容易起死回生的苹果带来巨大的风险；之所以强大如苹果也需要将近8年才正式完成换芯，是因为整个过程相当于对苹果操作系统重新开发一遍，从编译器，到操作系统设计，到两种不同架构的芯片开发的应用的迁移过渡，需要开发的工作实在是太多了。
本次苹果引入ARM首席架构师，是为了实现苹果几年前启动的一项计划：最早在2020年用基于ARM架构的处理器取代现在的芯片。瞧瞧，仿佛2005年换芯战略的再次重演，为了将芯片从Intel的X86架构换成自研的ARM架构，苹果已经暗自准备了多年，就等时机成熟。吃瓜群众看热闹，作为一个IT国产化行业的从业者，我却从Mac换芯事件中看到了IT国产化的曙光。之所以苹果这次的换芯会对IT国产化造成积极影响，关键就在于苹果这次将使用的芯片—ARM架构的芯片。
众所周知，现在的PC市场被以Windows和Intel组合的WinTel联盟所主导，手机市场以Android和iOS的操作系统以及ARM架构的芯片所主导。因为Windows和Intel的封闭，PC和服务器要想实现完全自主可控，必须绕过这两座大山，另辟蹊径。操作系统相对容易点，基于开源的Linux，结合国产用户使用特点，定制一个符合国人使用的操作系统并不难，难点主要在于芯片，可以说创造基于国产芯片的生态系统是实现IT国产化的关键。
反观手机，国产厂商在操作系统和芯片上已经不像PC行业那样受制于人。比如，华为设计的海思芯片已经广泛用于华为手机上，性能和体验性已经不输于行业顶尖水平。既然手机领域的芯片国产化发展的这么好，是否能用于PC和服务器领域呢？答案是可以的，其实国产厂商一直在做这方面的尝试。海思芯片是基于ARM架构的，ARM架构授权相对于X86架构没有那么封闭，国内公司如飞腾、华为，均得到了ARM某种架构的架构级永久授权。
国产PC和服务器使用基于ARM架构的芯片实现国产化从而达到自主可控的目的，难点不是可持续性，也不是性能问题，关键是生态链的构建。因为WinTel联盟的成熟性，现如今的软件生态从日常办公、教学设计，到企业应用发布，大部分均基于WinTel。要想构建国产化生态，除了从无到有的基于ARM架构构建整个生态体系外，还需要考虑现有业务的平滑迁移问题。IT国产化从业者一直在努力着，但是进展缓慢。
随着苹果的Mac系列产品将转移到ARM架构生态，大家对ARM架构的产品的认可度必将更高，更多的人才也将吸引到这个生态来，对ARM架构生态的成熟有及其深远的意义，并且苹果作为一个成熟的商业公司，必将充分考虑现有业务从X86架构到ARM架构的迁移问题，实现对开发者和使用者友好迁移的效果，这对于国内厂商也有很大的借鉴意义。
改革开放四十多年来，中国取得了举世瞩目的成就，比如中国有最全的工业生产链，有发展最快的基础建设，但是IT行业一直受制于人，无法完全自主可控。一大批的IT国产化从业者一直在努力着，他们积势、守正，待时，一直在默默的为国产化事业奉献着。
现如今，他们等待的时机已到来，一大波国产化浪潮已然袭来。事实上，IT的国产化的生态环境建设目前已经取得了一定的成绩，我们在芯片设计制造、操作系统、数据库、中间件、业务应用以及虚拟化与云计算技术上，已经有了很多成果和实际使用案例。国产操作系统方面，已经有中标麒麟、银河麒麟、深度OS等成熟的产品和解决方案；数据库方面，国产的达梦、神通等，已经在某些领域大量应用了；中间件方面，东方通、中创等也已经很成熟了；云计算和虚拟化方面，主打国产化的云宏CNware产品，华为、阿里、腾讯也有相应的国产环境云平台解决方案。以上提到的操作系统、数据库、中间件、虚拟化和云平台等都已经能和国产ARM架构芯片形成良好的生态圈。
苹果换芯说明IT生态链迁移需要长时间的准备，也说明只要明确目标放手去干也没那么难。已有先驱者在国产ARM生态链建设方面积累了大量的经验，苹果的换芯也从侧面证明了道路的可行性，国内ARM架构的服务器与PC应用，大有可为。
ARM架构芯片，是典型的RISC芯片，主要特点就是低功耗，很适合应用于性能要求不太高，但是对能耗敏感度比较高的领域，这也是为什么在手机领域ARM架构芯片能打败Intel芯片的原因。现在很火的边缘计算正好符合这个特性，对性能要求不是很强，但是需要低功耗。也许等我们基于ARM架构芯片的生态链完善后，我国的边缘计算也会形成爆发之势，在IT发展上实现弯道超车。
史海拾趣
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