ПОЧЕМУ APPLE ВЫПУСКАЕТ ПЕРВЫЙ MACBOOK НА БАЗЕ СОБСТВЕННОГО ПРОЦЕССОРА?
Процессор — это основной компонент любого вычислительного устройства, будь то смартфон или компьютер. Хотя именно между этими двумя устройствами существует принципиальная разница, разделяющая современные процессоры на два лагеря. К примеру, программы, написанные для работы на компьютере или ноутбуке, не работают на смартфонах, и наоборот. Причиной этому является разная архитектура, по сути представляющая собой набор инструкций и команд, отраженный в устройстве процессора (подробнее об этом ниже). Мобильные устройства и планшеты используют более современную, чем компьютеры, ARM-архитектуру, которая позволяет сделать процессоры меньше и экономичнее, поскольку использует упрощенный набор команд. А вот на компьютере и ноутбуке не так — там доминирует архитектура x86, разработанная Intel ещё 40 лет назад. В ней применяется сложный и запутанный набор команд, ставший результатом длинной истории её развития. Зато процессоры на х86 имеют большую производительность, из-за чего всегда применялись в настольных компьютерах или ноутбуках.
По крайней мере, так было до недавнего времени. Сложность задач в новых смартфонах, особенно в планшетах, приблизилась к компьютерам, а производительность их чипов достигла производительности чипов от Intel. При этом Apple уже давно самостоятельно проектирует процессоры для айфонов и айпадов. Самая свежая модель называется A13 Bionic: она стоит, например, в iPhone 11 и новом iPhone SE. Интересно, что выпущенная в прошлом году модель процессора A12Z Bionic для планшета iPad Pro уже не уступала в производительности Intel Core i7 для ноутбуков MacBook Pro 15. И это при том, что iPad не нуждается в кулере для охлаждения и потребляет меньше электричества. Вообразите ноутбук, практически сутки работающий без подзарядки и использующий пассивное охлаждение процессора. В него, к примеру, можно было бы добавить систему влагозащиты, наподобие той, которую Apple уже использует для телефонов и планшетов. Apple стала первой компанией, которая объявила о начале разработки и внедрения процессоров на ARM-архитектуре в ноутбуки и компьютеры. Предполагается, что первый подобный MacBook Pro компания покажет во время презентации 10 ноября.
ЗАЧЕМ РАЗРАБОТЧИКАМ iOS ПЕРЕПИСЫВАТЬ ПРИЛОЖЕНИЯ?
У перехода на собственные процессоры Apple есть еще одно (довольно неожиданное) следствие: приложения, написанные под айфоны и айпады, смогут без дополнительных изменений запускаться на компьютерах. И хотя это скорее позитивное изменение, поскольку в перспективе экономит время разработчикам, для начала сотрудникам компании придётся переписать всю операционную систему под новый процессор. Операционная система — не что иное, как графический интерфейс, позволяющий удобно и понятно взаимодействовать с инструкциями процессора. При замене архитектуры процессора, а, значит, при изменении инструкций, операционную систему фактически придётся создавать заново. По этой же причине должны быть переписаны все программы и приложения, работающие со старой ОС. Это далеко не то, чего бы хотели разработчики, ведь Apple вела разработку и поддержку предыдущей версии операционной системы для ноутбуков и компьютеров на протяжении последних 15 лет.
КАК РАБОТАЕТ ПРОЦЕССОР?
Вне зависимости от архитектуры процессора его ключевым элементом является транзистор, работу которого можно сравнить с работой переключателя между двумя состояниями: пропускать или не пропускать электрический ток. Эти состояния интерпретируются как нули и единицы, поэтому компьютер работает в двоичном коде (о применении двоичного кода мы уже писали здесь и здесь). Скомпонованные между собой в различном порядке транзисторы формируют так называемые логические вентили — физические аналоги простейших функций булевой алгебры, такие как, например, сложение или отрицание.
Объединяя логические вентили в более сложные схемы, можно добиться любого функционала процессора: умножение или деление чисел, сравнение или возведение в степень и множество других операций. Поэтому процессор состоит из множества блоков логических вентилей, у каждого из которых своя задача. Но если блоков много, как именно процессор понимает, что нужно делать с поступившими данными? На этом этапе и вступают в работу те самые наборы команд и инструкций. Именно набор инструкций определяет какие действия должен выполнять процессор, задействуя под каждый блок нужный набор. Соответственно, разные инструкции — разный набор блоков и разный дизайн процессора. А дизайн — это и есть архитектура.
С производительностью процессора обычно связывают число транзисторов, которые можно на нём разместить. Размеры транзисторов в чипе достигают совсем крошечных величин, сопоставимых сегодня с толщиной человеческого волоса. Для их создания используют фотолитографию– процесс печати транзисторов на кристалле кремния. Этот метод сейчас настолько отточен, что позволяет на кристалле размером несколько сантиметров разместить до 10 миллиардов транзисторов, в то время как первые компьютерные процессоры не содержали и трёх тысяч. Кстати, именно с индустрии печати транзисторов на кристаллах кремния началась история Кремниевой долины США как технологического центра компьютерных инноваций, благодаря чему она и приобрела своё сегодняшнее название.
Ещё больше любопытного в Телеграм-канале:
