Esta es la hoja de ruta para Mac y chips ARM móviles de Apple hasta 2025

En los últimos diez años, las computadoras de Apple se han desarrollado de un nicho a una corriente principal, lo que se debe principalmente a la creciente aceptación de las computadoras portátiles Mac y las tabletas iPad como un complemento a los iPhones cada vez más populares. Las compañías de Fortune 500 que solían lanzar solo PC con Windows ahora están comprando o permitiendo que sus empleados implementen computadoras Apple. Aunque la cuota de mercado comparable de PC de Apple no es enorme, la compañía se ha convertido en un gigante. Poco antes de su conferencia mundial de desarrolladores este mes en 2020, Apple fue la primera compañía de EE. UU. En superar hoy los $ 1.5 billones en capitalización de mercado, y sus cambios en los componentes pueden afectar a los proveedores clave, incluido el antiguo proveedor de CPU Mac Intel.

La intención de Apple de dejar los procesadores Intel para Macs ha sido bien documentada durante más de dos años, y la razón dada (descontento con el rendimiento del chip y el crecimiento en los procesos de fabricación) solo ha aumentado con el tiempo. MacBooks, iMacs y Mac-Minis experimentaron velocidades lentas de los chips Intel en comparación con el año pasado, mientras que los equipos de escritorio de gama alta para iMac Pro y Mac Pro tuvieron dificultades para encontrar las CPU Intel de próxima generación. Mientras tanto, los últimos iPhones y iPads basados ​​en ARM de Apple han logrado una gran ventaja de rendimiento sobre sus competidores. Por lo tanto, no es sorprendente que las Mac con chips ARM estén en camino.

Una clave del éxito de Apple es un departamento interno de desarrollo de chips que se utiliza para impulsar a toda la industria hacia adelante. La otra clave es la estrecha asociación con TSMC, una empresa taiwanesa de fabricación de chips que está lista para gastar miles de millones de dólares en los equipos de investigación y desarrollo y fabricación necesarios para reducir los chips por debajo de los límites anteriores. mantener. TSMC es ahora una de las dos únicas compañías en el mundo que están trabajando activamente para lograr un proceso de fabricación de 2 nanómetros, y su rival surcoreano Samsung aún no ha anunciado sus planes. Intel está mucho más atrasado cuando se trata de hacer chips tan pequeños porque ha tenido dificultades para comercializar chips de 10 nanómetros.

Hay una razón por la cual las compañías ponen tanto énfasis en comercializar las tecnologías más pequeñas posibles para la fabricación de chips. Los números nanométricos más pequeños permiten que más transistores encajen en una huella de chip particular, lo que resulta en chips que son (a) más pequeños e igualmente potentes, (b) más potentes para el mismo tamaño, o (c) algo más pequeños y algo más potentes al mismo tiempo. Si todo lo demás sigue igual, un chip de 2 nanómetros consume menos energía, funciona más frío y ocupa menos espacio que un chip de 10 nanómetros idéntico, y puede reducir cada factor en cuatro quintos. Lo creas o no, estos cambios permiten que los chips del calibre de una computadora portátil se ajusten a marcos de anteojos de tamaño normal en cinco años. Y en realidad hay una hoja de ruta para eso.

El cronograma de TSMC y el compromiso de Apple de ser el primero en comercializar juntos cada nuevo proceso de chip proporcionan información sobre el desarrollo de procesadores Mac, iPhone y iPad en los próximos cinco años. Las compañías han tenido una cadencia predecible durante años y publican conjuntamente el A10 de 16 nanómetros (2016), el A11 de 10 nanómetros (2017), el A12 de 7 nanómetros (2018) y el A13 de 7 nanómetros ( 2019). A finales de este año, TSMC y Apple lanzarán comercialmente los primeros chips de 5 nanómetros, casi con el nombre de "A14". TSMC prometió sus primeros chips de 3 nanómetros en 2022, probablemente el A16, y desarrolla agresivamente un proceso de 2 nanómetros para 2024 o 2025.

Sin embargo, es importante comprender que las ambiciones de desarrollo de chips de Apple no están limitadas a una sola clase de procesadores. Ya hay tres tipos de CPU de Apple. Ese número pronto aumentará a cuatro o cinco para admitir la transición Mac de Intel, y luego aumentará nuevamente para admitir las futuras gafas inteligentes de Apple. Las categorías son las siguientes:

Serie A: Los chips de la serie A estándar siempre se usan en iPhones y ocasionalmente en otros dispositivos Apple como iPad, iPod touch, HomePod y Apple TV. Se han equilibrado desde el principio para lograr un rendimiento energético eficiente.

A-Series X / Z: A5X, A6X, A8X, A9X, A10X, A12X y A12Z se desarrollaron originalmente para iPads, pero en ocasiones se usan en Apple TV. Están equilibrados para ofrecer un rendimiento superior sobre los chips estándar de la serie A, mientras consumen más energía y consumen más espacio físico. El sufijo "X" fue consistente en todos estos chips de iPad de alto rendimiento hasta el lanzamiento del iPad Pro 2020, que cambió al sufijo "Z".

Arriba: los últimos chips de la serie A de Apple contienen núcleos de CPU y GPU desarrollados por Apple, pero no contienen módems celulares.

Crédito de la foto: Apple

Serie S: La fuente de alimentación del sistema en chips S1 a S5 para la familia de relojes inteligentes Apple Watch. En el medio de cada uno hay una versión reducida de un chip anterior de la serie A, que ocupa aún menos espacio y consume menos energía. Sin embargo, la CPU no utiliza necesariamente los últimos procesos de fabricación de TSMC, ya que Apple y TSMC parecen haber reservado la capacidad de producción inicial de cada nuevo proceso para chips de iPhone y / o iPad. Por ejemplo, el 2015 S1 usó un proceso de fabricación de 28 nanómetros cuando los iPhones usaron chips de 14 y 16 nanómetros. Sin embargo, el proceso utilizado para cada chip S-Series posterior no es único.

Arriba: chip Apple Watch S4.

Crédito de la foto: Dean Takahashi

Chip de Mac: Aunque esto no es imposible, es poco probable que Apple simplemente reutilice los chips existentes de iPhone o iPad en Macs. Según los informes, la compañía está trabajando en chips Mac de 5 nanómetros con hasta 12 núcleos de CPU. En el futuro, se ofrecerán chips con más de 12 núcleos. Esto sugiere que podría haber dos conjuntos de procesadores ARM específicos para Mac, uno para computadoras portátiles y Macs de clase portátil, y otro para Macs de escritorio de súper alto rendimiento que son similares al iMac Pro y Mac Pro. Queda por ver si Apple usará la serie X, la serie Z o cualquier otro tipo de marca para estos procesadores Mac ARM.

En cualquier caso, Apple se esfuerza por lograr un equilibrio optimizado de plataforma entre rendimiento y rendimiento. Cuanto más pequeña es la batería del dispositivo y mayor es la ambición de Apple de reducir o diluir este factor de forma, menos potencia entrega el chip. Si, por otro lado, la duración de la batería y el tamaño del chip no juegan un papel importante, por ejemplo, en las Mac de escritorio, los chips pueden ir a las carreras y usar tanta energía como sea necesaria para llevar a cabo sus tareas, que solo está limitada por los factores de forma de enfriamiento y escritorio . Debido a los agresivos diseños de optimización de energía de Apple para el rendimiento por vatio, ninguno de estos problemas limitará los chips ARM de la compañía en la medida en que se sientan cautivados por las CPU de escritorio y portátiles de Intel.

Con la restricción de que todo puede cambiar. Debido a problemas técnicos y consideraciones pandémicas, generalmente espero que Apple se ocupe de los chips en los próximos cinco años.

2020: Un A14 de 5 nanómetros para iPhone, un S6 para Apple Watch y posiblemente un A14X de 5 nanómetros para iPad (más probablemente 2021). A menos que se planee usar el A14X para Mac, Apple previsualizará un chip de computadora portátil Mac de nivel básico para desarrolladores antes de un lanzamiento comercial en 2021.

2021: Un A15 de 5 nanómetros para iPhones, un S7 para Apple Watches, probablemente A14X / A15X para iPads, y casi con toda seguridad el lanzamiento comercial de chips para computadoras portátiles Mac (p. Ej. . "X1") y escritorios ("Z1?").

2022: Un A16 de 3 nanómetros para iPhone, un S8 para Apple Watch, posiblemente un A16X para iPad, laptops Mac y chips de escritorio de segunda generación, y posiblemente un smart desarrollado por Apple Gafas de chip con 5 o 3 nanómetros.

2023: Un A17 de 3 nanómetros para iPhones, un S9 para Apple Watches, posiblemente un A17X para iPads, laptops Mac y chips de escritorio de tercera generación, y un chip de escritorio de 5 o 3 Chip de gafas inteligentes Apple nanómetro. [19659002] 2024/2025: Un A18 de 2 nanómetros para iPhones, un S10 para Apple Watches, ya sea un A17X / A18X para iPads, una computadora portátil Mac de cuarta generación y chips de escritorio y probablemente un condicional, Chip de gafas inteligentes Apple de 3 nanómetros.

Es imposible saber los incrementos específicos de rendimiento de año a año para cada uno de estos chips, la mayoría de ellos están lejos de ser completos, pero el historial de Apple hasta el momento proporciona información general sobre las expectativas. Además de las pequeñas mejoras anuales o semestrales de la vida útil de la batería debido a las grandes pérdidas a escala nanométrica y los refinamientos posteriores del mismo proceso nanométrico, es justo suponer un aumento anual del rendimiento multinúcleo de 15% a 30% para múltiples tareas. Core salta entre 40% y 200%, dependiendo de las prioridades generales de producto de Apple para un año determinado.

En la actualidad, es probable que dos áreas clave afecten a múltiples chips de Apple en diferentes puntos durante los próximos cinco años. Primero, Apple planea incorporar módems 5G de diseño propio en algunos de sus chips, lo que llevó a Intel a comprar la división de módems para teléfonos inteligentes de Intel por mil millones de dólares el año pasado. Además de tratar de adelantarse a Intel en el departamento de CPU, también competirá con Qualcomm, que produce sus propios chips para computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, relojes inteligentes y auriculares XR. Además de su propio impulso 5G, Qualcomm se ha centrado principalmente en mejorar las GPU, las funciones de soporte de la cámara y las capacidades más amplias de inteligencia artificial de sus procesadores, que Apple no quiere quedarse atrás.

En otras palabras, hay mucho que ver en los próximos cinco años: una constelación de chips Apple ARM más rápidos y con mayor eficiencia energética que abarca una gama más amplia de dispositivos y casos de uso. Espere obtener detalles más específicos sobre los planes Mac ARM en WWDC este mes, luego los primeros chips de 5 nanómetros en los modelos de iPhone 12 para fines de este año.