Apple Silicon（苹果自研芯片）| 苹果下一代 Mac 电脑将采用基于 ARM 架构的自研芯片，这将带来那些变化与影响？

苹果自研芯片 | Apple Silicon

2020 苹果WWDC开发者大会上，发布了一个震惊计算机行业的消息，苹果将会在未来的两年内放弃使用Intel处理器，采用自研芯片。而且，操作系统架构也将放弃X86，而采用ARM架构！当时候发布这个消息的时候我在老家，也没有多少时间来写一篇关于这个决定将会带来那些改变的文章。所以我将会从我们CG行业这个角度来展开聊，所以，大家在看这个文章前，请先看完上方的　↑↑↑↑↑   WWDC的视频　↑↑↑↑↑   

为什么苹果要选择自研芯片？我们都知道，随着智能设备的发展，桌面型电脑在发展上不断的萎缩，无论是Mac还是PC都在萎缩！一方面是因为目前移动终端已经完全可以胜任商务办公的需求，而现在依然硬挺的就是游戏与专业应用方面了。专业方面Mac也一直将重点放在了平面、影视剪辑、音乐创作这几个方面。像三维动画、VR等方向MAC一直处于弱势。随着macOS将OpenGL、OpenCL两大图形库打入冷宫，推出了专属于苹果生态的Metal图形库。我那时候已经在预测，苹果可能要彻底打通生态，即：iPhone、iPad、Mac、TV等各终端平台。原因就是因为，Metal图形库并非专为Mac而优化，而是全平台设备都统一使用Metal图形库。

我为什么要写这篇文章？相信和我一样的人很多，全公司是全苹果电脑，或者是非常忠实的苹果用户。就像我一样，我不会因为某一款软件而选择Windows系统（电脑），而是会直接选macOS的软件。也许大多数人会说，用苹果电脑的都是装逼，其实装逼真不用一台苹果笔记本来装。就像我说的一样，我开奥迪A6是因为我喜欢它，并不是因为我买不起宝马。但你说人家开宝马就是装逼？但是开奥迪不比只有一台苹果电脑的人更装逼吗？所以，大家都有自己的喜好，都有喜欢的点。有的人就是喜欢苹果电脑的设计，有的人喜欢苹果的某个特有的应用，比如：FinaCut Pro；而我喜欢苹果的生态，当然也喜欢苹果的设计。因此，我相信很多人关心：iMac、iMac Pro、MacBook、MacBook Pro、Mac Pro后续的一些变化及影响。如果您感兴趣，请认真仔细的阅读本文！希望对您及其他的苹果用户有所帮助！

Metal | 苹果自家的图形接口

Metal 提供对图形处理器 (GPU) 的接近直接访问，使您能**程度地发挥 iOS、macOS 和 Apple tvOS app 中的图形和计算潜能。Metal 构建于易用的低开销架构之上，而且提供预编译的 GPU 着色器和精细的资源控制，并支持多线程处理。因此它能更好地支持 GPU 驱动的命令创建，简化支持 Metal 技术的 GPU 阵列的使用方式，并可让您充分利用 Mac Pro 和 Pro Display XDR 的专业级强大功能。

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• GPU 驱动的计算编码：除了渲染通道，iOS 13 和 Apple tvOS 13 中的 Metal 还能让 GPU 使用间接计算编码来构造自己的计算命令。现在，仅需少量甚或无需 CPU 交互，即可构建及安排采用高级剔除和曲面细分技术的完整场景。改进的光线追踪加速：Metal 性能着色器 (MPS) 将层次包围盒构建迁移到 GPU，从而进一步加快了光线追踪操作。在高度优化的计算和图形着色器基础系列中，MPS 还提供了经过优化的新去噪滤波器。Metal 助力专业 App：专业的内容创建 app 可在 macOS Catalina 上充分利用 Metal 的出色增强功能。借助 Metal 对等体组，可轻松地在 Mac Pro 中的多个 GPU 之间快速共享数据，而无需通过主内存进行传输。此外，CAMetalLayer 的增强功能让您可使用 Pro Display XDR 的高动态范围功能。

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OpenGL、OpenCL 与 Metal：我们不讨论谁好谁坏。其实不是苹果要淘汰OpenGL、OpenCL，而是OpenGL、OpenCL的遗留问题非常多，历史淘汰这是一个迟早的问题。只不过苹果是比较早直接从系统层面不再支持它们而已。这些方面虽然对上网、办公用户来说根本没有什么影响，但对我们这些重性三维动画创作用户来说，这个影响就比较大了。我们要知道，一款三维软件开发都有数10年以上的历史了，它们在最初的开发便是基于调用OpenGL（开源跨平台）开发的，通过这样的方式开发软件可以更快的适配各中操作系统，这边是我们所说的跨平台支持（跨平台：支持Windows、macOS、Linux三种操作系统）。跨平台对开发者来说，比较友好，只要少量的维护工作即可发布到各个平台。

苹果自家的Metal与微软自家的DirectX都是属于同一种东西。它们的共同特点就是不开源，不开源意味着，一款游戏想要发不到两个平台，需要完全不同的两种图形接口的适配，这和完全开发一款游戏没有区别！因此，各大游戏开发商会优先选择系统用户最多的平台开发，至于用户群少的系统就要完全看开发商想不想适配了，如果Windows平台已经完全能够盈利的话，适配其他平台的动力就会小很多了。所以，此次苹果将要Mac平台与iPhone、iPad等生态平台打通就是自建了一个多平台发布的生态！这个我们放在后面讲。

低功耗 + 高性能

上图所示，Notebooks = 上网本；Desktops = 桌面电脑。这是目前计算机芯片（CPU\GPU）的现状。想要Desktops的性能必定需要更高的功耗，想要移动功耗必须要降低，但降低功耗性能就会变低。因此，苹果的野心是想要制作「低功耗但高性能」的芯片。苹果有这个决心是因为它们已经在iPhone和iPad上验证了自己的实力了。最新款的 iPad Pro 跑分居然可以打败高端的Intel CPU，也就是说 iPad Pro 的性能相当于 MacBook Pro 的性能。但苹果的Mac产品是桌面型电脑，是生产力工具！苹果始终没有改变Intel CPU的原因也很简单，那就是软件生态，改变CPU也意味着软件商需要全新适配，苹果其实早就想到这点了。在谈这个之前，我们先谈苹果自研芯片的架构：

ARM（处理器）架构

ARM处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的**款RISC微处理器。全称为Advanced RISC Machine。就是说，苹果自研芯片的话就抛弃了现在主流的X86架构了，X86架构是Intel CPU的架构。其实简单点说，它们之间的不同就是指令集的不同，X86是复杂指令集、ARM是精简指令集！没有好坏之分，只是市场普及度的一个问题而已。很多人说ARM就是垃圾，这是外行。ARM还有超级计算机，服务器呢，这些机型对性能的要求比我们三维制作还要高的多。X86普及度高是因为Intel的垄断造成了，现在AMD已经开始在CPU中集成了ARM的指令集了，大概可以说ARM就是未来CPU研制的一个大趋势。因为它的优点非常明显：ARM可以同时满足「低功耗但高性能」的需求！

SoCs｜一体化系统芯片

SoC (System-on-a-Chip 一体化的系统芯片) ，是一种集成电路的芯片，可以有效地降低电子/信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力，是未来工业界将采用的最主要的产品开发方式。正如上图所示，苹果的芯片设计将采用 SoCs 进行设计封装。由于基于 SoCs 是系统集成多需求到同一芯片上。彻底摆脱其他芯片（CPU）硬件供应商的各种限制，同时还能保障自己的研发节奏，像发布iPhone一样发布Mac。这才是苹果真正想要的。以往的电脑都是将CPU\GPU进行分离开的，而苹果的芯片将会集成到一起。这会有以下几个改变：

不再需要独立的显存：之前的CPU\GPU分离，这样的好处是大家各司其职，独自对自己计算也进行分离。不过也有**的一个缺点就是：GPU没有权限直接调去内存中的数据，因此GPU都需要自己在显卡内嵌入单独的内容，这便是我们经常说的「显存」！大家使用Blender的时候肯定也发现了，如果场景稍微大点话，就会渲染奔溃，这很大程度就是显存溢出导致的。苹果未来的芯片是不需要独立的显存的，是直接有权限访问系统内存的，这将极大的提升工作的效率（将减少先拷贝到内容，然后从内容拷贝到显存的过程）。大家用Blender渲染的时候，久久不能开始渲染，就是因为显卡正在将内容的东西拷贝到显存。简单点说，苹果的芯片将会直接将CPU\GPU共享系统内容，这将会带来巨大的效率提升！

2023年｜Mac Pro

按照苹果的规划，未来的两年内会将全部的Mac产品线过渡到自研芯片。即：2023年，这一改进或许会应用到Mac Pro上。大家要知道，目前顶配的Intel CPU + AMD GPU 的Mac Pro 性能是是否强悍的。起步价为：47900，顶配价为：40万！这或许也为我们说明了一个问题，苹果有实力或已经验证了自己有开发这么高性能芯片的可能！不过这是我目前的猜测，还不能作为事实进行论述。

2020-2021 | MacBook → MacBook Pro：就目前iPad Pro上的芯片，已经可以吊打市面上85%以上的笔记本了。预计2020年底发布的首款搭装苹果自研芯片的 MacBook 或 MacBook Pro，性能绝对不会差！我预计：首款搭装苹果自研芯片的笔记本一定会超越目前所能购买到的 MacBook Pro 的性能！与现在 MacBook Pro 性能一样的或超微差点的就会是 MacBook 或 MacBook Ari。既然Mac的定位要比iPad要高，至少会被iPad的性能会高出一大截！

2020-2021 | iMac → iMac Pro：iMac 实际上与MacBook Pro 的性能差不多，或许或采用同一个芯片进行研发。iMac Pro 的性能需求要更一些，或者说 iMac Pro 至少要满足VR开发这样的任务，当然 iMac 与 iMac Pro 一定可以非常流程的编辑4K的视频，这个阶位的电脑性能定位在视频剪辑、调色等常规专业应用上。当然，在平面设计领域，iMac 即可满足； iMac Pro 估计能够胜任三维建模到渲染的全流程，只不过相较于 Mac Pro 最终阶位的苹果工作站来说， iMac Pro 可能在CPU核心数上会在 12核以内（猜测），Mac Pro会在12核以上（猜测）。

软件生态带来的变化

SoC (System-on-a-Chip 一体化的系统芯片) ，是一种集成电路的芯片，可以有效地降低电子/信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力，是未来工业界将采用的最主要的产品开发方式。正如上图所示，苹果的芯片设计将采用 SoCs 进行设计封装。由于基于 SoCs 是系统集成多需求到同一芯片上。彻底摆脱其他芯片（CPU）硬件供应商的各种限制，同时还能保障自己的研发节奏，像发布iPhone一样发布Mac。这才是苹果真正想要的。以往的电脑都是将CPU\GPU进行分离开的，而苹果的芯片将会集成到一起。这会有以下几个改变：

iOS iPadOS App → macOS App：根据苹果官方的说法，在今后的 macOS系统（电脑操作系统）中可以直接运行 iOS（iPhoen手机） iPadOS（iPd排版）的 App，不过**搭载苹果自研芯片的Mac。这就意味着上百万优秀的手机应用程序将马上可以在Mac中运行。或者借助苹果的编译程序，稍加适配即可完全成为一款Mac的专业应用程序。因此，在程序数量上我们根本不要担心什么！其次，就算手机、平板的程序没有适配macOS，照样可以运行，这将极大的刺激原来的苹果生态开发者，也会刺激其他开发者进驻苹果生态！

macOS App → iOS iPadOS App

很少人会谈论这点，就是苹果生态打通之后，原先基于macOS开发的应用程序，也可以快速的适配到iOS、iPadOS及手表、电视等系统中。这么理解呢？比如：Blender如果愿意花时间进行适配苹果的macOS端，编译发布后即可在苹果手机、苹果平板电脑上安装运行！我就说一个我的设想吧：如果Blender可以安装在iPad上，那么我借助了苹果笔+iPad是不是可以更好的进行纹理的绘制与雕刻？如果这一切成真的话，那将是非常方便的！我相信很多的开发者已经意识到了这点，开发一次全苹果生态发布，这也是极好的不是吗？

macOS big Sur → 触控 + Apple Pencil：2020年9月即将发布的全新苹果电脑操作系统macOS | big Sur，我们可以看到很多iPad、iPhone的影子。我猜测：在今后的 Mac 电脑上支持触控、 Apple Pencil 可能性是极大的。或许，MacBook 可以支持触控、 Apple Pencil， iMac Pro 可能会成为微软 Surface Studio 这样的一体机，既支持触控、有可以使用 Apple Pencil 进行绘画创作、三维纹理绘制、三维模型雕刻。以上仅仅为我个人的猜测，但我认为既有可能会发生！这是我想要的 iMac 产品，它既可以让我进行鼠标操控，也可以把它变为一台数位屏。这需要 iMac 产品重新设计，以目前的姿态来说的话，不现实。不过话说回来，现在 iPad 通过随航已经实现了这一点，我使用 iPad 在 Blender 雕刻，完全没有问题。

Apple Game | 苹果游戏

说实话，这一直是苹果的弱项，不过我觉得以后可能就不是了！以暴雪为例，他们是比较早适配苹果图形接口的游戏开发商，相信过渡适配到苹果自研芯片的生态，很容易！其次，在 iPhone 上火爆的王者荣耀，也可以马上适配到 Mac 电脑上。我前段时间将我的PS游戏手柄轻松连在了iPad、iMac上，玩了一段时间的《极速飙车》，体验上还不错！从种种迹象表明，苹果在游戏领域正在加大支持力度，也从开发者奖励政策上可以看到，苹果正在往游戏这个方向发力！不过，我们也要认清一个现实，多数主流的 AAA 游戏大作，依然依靠的是强大的 GPU 能力，在这个方面英伟达目前依然是主流。英伟达的很多技术是游戏开发商、软件开发商直接调用的。这个生态其实段时间内很难取代！

饼干所教的软件没有太大的影响

饼干教育从一开始便全部选择了跨平台支持的软件，这是我们的软件选择标准所决定的。像 Unreal、Unity、Affinity、Blender、DaVinci、Twinmotion、Mixer 等等，都已经适配了最新的苹果芯片电脑。因此，大家也不需要过多的担心今后的苹果电脑无法使用这些软件。不过有几点我们还是要详细的说明一下：

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• Blender Cycles：渲染虽然可以开启 CPU+GPU 混合加速，不过在现在的 macOS 版本，已经阉割了vCUDA、OpenCL 的英伟达、AMD 显卡。这就是大家现在使用苹果电脑无法用显卡加速渲染的原因。这在今后的一段时间内，应该也不会有改变。不过，苹果为了帮助 Blenderv能够迁移到以后的 ARMv架构苹果电脑，已经为 Blender 编写了相关的 ARMv接口。这种 Blender 官方已经得到了证实，所以，Blender 运行在苹果的 ARM 电脑上没有问题。

• Blender 基于 Intel 技术开发的功能，可能无法工作：渲基于 Intel 开发的降噪、CPU 加速等功能将不能在以后的苹果电脑上使用，这是一个缺点。

• Blender Eevee：Eevee 虽然是使用了 OpenGL 来开发，但不要担心。苹果电脑可以直接在后台将 OpenGL 转化为苹果可以使用的图形语言。也就是说不会影响 Eevee 的实时渲染功能。至于性能，我们还有待进一步的测试与确认。

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不能安装双系统 | 虚拟机：我个人而言，我不是不装双系统的。不过有很多人是买苹果电脑装 Windows，这部分人可能要失望了。以后的苹果电脑不能安装可启动的双系统，仅支持虚拟机来安装。虚拟机安装的系统对于我来说足够了，因为我大多数都是在公司财务结算上，需要一下 Window s系统，其他基本上都在 macOS 里完成了。所以说，对我个人来说没有影响。

仅会对GPU渲染有影响

如果苹果自研电脑如期发布，可能**的问题还是原本基于 GPU 渲染加速方面将会受到影响。其他：建模、材质、纹理、动画制作、模拟什么的都不会有什么大的影响。这是我基于 Blender 来说的，其他比如 3Ds Max 本来也无法安装不到 Mac 上，我们也不谈它了。像 C4D、Maya 等原来是可以安装在 Mac 上的，也和 Blender 差不多，都会在渲染上有影响。至于说，开发商会不会为了苹果生态而专门来优化，我不知道。我只知道 Blender 现在在努力，但没有具体的开发时间表，这个我们只能听天由命了。像 Twinmotion 和 Unreal 本来已经适配了苹果电脑，所以以后也不会有什么影响！至于说 Adobe、Autodesk 本来饼干也不怎么讲它们，对饼干的学员来说，可以说几乎没有任何的影响！

渲染我有一台专门的 Z800 来渲染，其实也比较少用 GPU 来最终渲染使用，大多我都是用实时渲染预览使用的。99% 的建模其他工作都在 Mac 中完成，渲染有时候也是使用 Mac 的 CPU 渲染。只有大型的需要很长时间渲染的，我才会打开我的工作站来进行渲染。虽然，我现在是工作室模式，内容方面也多是以讲课为主，因此都不算大型工作。不过，我是项目公司转过来的，项目公司还在。现在我的硬件流程，渲染这个流程是单独拿出来的，之前公司也是这个流程。大家都建模，然后合并到一个场景中，用工作站来集中渲染。大公司就不用说了，启用的是渲染农场。小公司可以借鉴一下我的方式：按照现在可以配一台 AMD 线程撕裂者的渲染工作站，搭载英伟达 RTX 30 系列显卡做实时渲染。不过，这台机器下来也要几万了。

eGPU | 外接显卡

外接显卡在雷电3 接口的加持下，已经没有什么问题了。雷电3 接口也就是即将普及的 USB4 接口，接口上没有问题。我们也要知道苹果的芯片是集成了 GPU的，我们可以把它理解为集成显卡（苹果也没有对外透露过会自研独立显卡）。通过 eGPU 外接显卡来增强性能是非常不错的一个方式。不过，现在英伟达显卡基本上在 macOS 内无法驱动，也无法使用，**的选择可能就是 AMD 的高端显卡了。Mac Pro 也不知道是否也使用自研的 GPU！我估计，搭载自研芯片的苹果电脑是会支持 eGPU 的（AMD 的驱动是开源的，苹果可以完全自主开发驱动）。我也是基于猜测，如果支持 eGPU，那么至少可以通过 AMD 的外接 GPU 来弥补一些缺点！

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