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苹果，终于在芯片上认命

来源：晰数塔互联网快讯时间：2023年04月23日 09:01

本文来自微信公众号：半导体行业观察（ID：icbank），作者：邵逸琦，题图来自：视觉中国

对于苹果来说，Silicon这个词是一把钥匙，开启通往新纪元的大门，同时又是一个魔咒，让它狼狈到几度栽了跟头，从顶级产品经理乔布斯到供应链宗师库克，不是在做自研芯片，就是在琢磨芯片的路上。

一颗面积不过几平方厘米、重量不过几克的芯片，贯穿了苹果这家地表最强公司的始终，左右着它在桌面端和移动端市场的命运。

从摩托罗拉到IBM，再到英特尔，最后回归ARM，从CISC到RISC，而后又再度启用CISC，最后复还RISC，几十年时间里反复横跳的苹果，成为了名副其实的“三姓家奴”，而在多个平台架构间辗转就成了苹果硬件部门的常态，让无数工程师和程序员熬白了头。

在大多数时候，苹果更换平台是一种明智的选择，在macOS生态趋于稳定的情况下，一颗性能更强功耗更低的处理器，无疑能带动大家的换机需求。一如2020年底推出的M系列芯片，直接带动苹果2021年第一季度MacBook销量大涨94%，为苹果的电脑业务打入了一剂强心针。

但苹果的芯片探索并不总是一片坦途，磕磕绊绊时常有之，甚至还用了十几年时间来得出一个彻底失败的教训。

一时风云际会

首先要说，苹果的诞生和芯片发展离不开联系。

1975年，斯蒂夫·沃兹尼亚克在惠普的办公室手工打造出了一台搭载MOS 6502处理器的个人电脑，而史蒂夫·乔布斯看到了其中的商机，拉上另外一位伙伴，于1976年共同创办了苹果公司，而第一款产品，就是这台手工打造的电脑——Apple Ⅰ。

1977年，苹果正式推出AppleⅡ，这是第一台带有彩色图形显示的个人电脑，其同样搭载MOS 6502处理器，处理器频率为1MHz，售价1295美元，AppleⅡ凭借优秀的扩展性与易用性，在世界范围内大获成功，走进了千家万户。

当然不只有AppleⅡ，同时期还有Commodore推出的PET，以及RadioShack的TRS-80，这三台在上世纪70年代末推出的个人电脑，风靡于整个80年代，被称作“8位机三雄”。

虽然它们在具体配置上各不相同，但却都采用了同一颗处理器——MOS 6502，这颗处理器基于摩托罗拉6800处理器开发而成，但价格却不到六分之一，价廉物美所带来的，就是不光苹果、Commodore这样的电脑厂商趋之若鹜，连雅达利和任天堂的家用游戏机也未能免俗，选择搭载MOS 6502或是兼容版本，它们一同带动了80年代初的个人电脑革命。

可以说，当时售价不过25美元的MOS 6502，在70年代末带起了一股风潮，这不仅仅是电脑的革命，也是半导体芯片的一场革命，而苹果，就是其中一位幸运的弄潮儿。

作为当时最大的电脑厂商，“蓝色巨人”IBM不可能忽视这一新兴市场的变化，为了应对苹果AppleⅡ这样快速发展的个人电脑，IBM在内部启动代号为“象棋项目”（Project Chess）的计划，而为了减少公司内部掣肘，快速抢占市场，IBM开发小组就地取材，直接套用市场中现成的处理器和系统来开发IBM PC。

经过1年多的筹备谋划后，1981年8月12日，IBM第一款PC——IBM 5150正式上市，其搭载Intel 8088处理器，采用微软的DOS 1.0操作系统，64K内存版售价1565美元。

当年IBM 5150的促销广告，图/wikipedia

与之前所有的电脑厂商不同，IBM没有将PC设计保密，而是制作了详细的说明书，IBM PC在发售时就附带了一本技术参考手册。IBM还宣称，能够让任何一个普通消费者“在数小时内学会使用电脑”，良好的易用性与开放的技术态度吸引了更多普通家庭用户的购买。

IBM PC一上市就出现了供不应求的局面，销售额比IBM的预期高出800%，每月出货量一度高达40000台，仅仅是在1983年，IBM就售出了超过75万台PC，1984年，IBM 在PC市场的收入达到4亿美元，是苹果的两倍还多。

不过，这种套用现有硬件并开放相关技术的做法很快就暴露了缺点，其它生产商逆向分析了BIOS程序，一大堆不侵犯专利的仿制品快速出现在市场中。像反应迅速的哥伦比亚数据产品公司，在1982年就推出了IBM PC的首款仿制品——MPC 1600-1。

为了夺回自己的市场，IBM在1987年推出了自己的第二代个人电脑PS/2，升级了全新的微通道架构总线标准，不仅不兼容此前的IBM PC，其他厂商生产每一台PS/2电脑都需要支付额外的使用费，甚至生产旧的IBM PC也要支付一笔费用。

这当然激起了其他PC厂商的不满，以康柏公司为首的个人电脑制造公司联盟不再对蓝色巨人百依百顺，而是自己宣布了一套扩展工业标准架构的总线标准，大量厂商开始生产能够向下兼容的IBM兼容机，到了80年代后期，大量IBM兼容机取代了IBM成为市场主流，PC市场逐渐转变成了开放市场而非IBM的一言堂。

IBM不再掌握PC的话语权，到了90年代初期，制造处理器的英特尔和开发系统的微软反而成为了PC市场实质的主导者，Wintel联盟自此诞生。

可能这时候有人会好奇，第一个吃个人电脑市场螃蟹的苹果又在哪里呢？

在整个80年代中，苹果的存在感并不低，在AppleⅡ大获成功后，苹果内部先后出现了三个完全不同的个人电脑项目，分别是AppleⅢ、Lisa以及Macintosh，作为创始人的乔布斯在AppleⅢ和Lisa项目接连出现问题后，最终投身于Macintosh项目中。

在经历数年的开发后，1984年，苹果正式推出Macintosh 128K，搭载了摩托罗拉68000处理器，简洁的米色外观搭配键盘和鼠标，全新的图形化用户界面，精巧的一体化设计……诸多独创性让Macintosh成为了当年最亮眼的风景，和彼时流行的IBM PC相比，Macintosh无疑更接近今天我们认知中的个人电脑。

但Macintosh 128K由于较小的内存，导致许多软件不能正常开发使用，而无风扇的设计也让它博得了一个美誉——“米色烤面包机”，后续苹果也进行了补救，例如推出Macintosh 512K和外部软盘驱动器等等。

与前面的IBM相比，苹果就像是硬币的另一面，它在Macintosh上采取了完全的封闭策略，除了处理器来自摩托罗拉外，生产和操作系统都由苹果自己完成，把整个Macintosh的生态牢牢把握在自己手中，这不仅是乔布斯的想法，也是众多苹果员工的共识。

这也导致了苹果虽然有Macintosh这样划时代的产品诞生，也有较为丰富的生态，但与后起之秀IBM PC的竞争中，从未占得上风， AppleⅡ和Macintosh在80年代中期曾一度占据了25%左右的个人电脑市场份额，但随着时间的推移，苹果销量还在增多，占据的市场份额却在不断萎缩。

虽然Macintosh的大功臣——乔布斯早在1985年就离开了苹果公司，但苹果以CEO斯考利为首的高层并没有坐以待毙，他们正在酝酿着一场反击。

合纵与连横

战国时期，虽然有齐、秦、燕、赵、魏、韩、楚这七个较为强大的国家，但经过商鞅变法等一系列改革后的秦国，一举跃为其中实力最强大的国家，在这样的背景中，诞生出了纵横家这一学术流派。

所谓纵横，分为合纵与连横，合纵是多个弱国联合起来，去抵抗强国，从而防止被兼并，而连横呢，就恰恰相反，是弱国依附于强国，去进攻另外的弱国，以达到兼并和扩张领土的目的，纵横家们在战国七雄中大放光彩，苏秦身佩六国相印，让秦不出函谷关，张仪以“横”破“纵”，扫清大一统障碍。

而在90年代的PC市场中，纵横这一学说再次登上了舞台。

前面提到的个人电脑市场中，有三个公司扮演了非常重要的角色，分别是开启个人电脑先河的苹果，为AppleⅡ、Macintosh及其他电脑提供处理器支持的摩托罗拉，还有促成个人电脑繁荣发展的IBM，它们虽然都在80年代中呼风唤雨得意过，但到了90年代初，又都变成了失意者，PC市场蒸蒸日上，微软和英特尔能大块吃肉，而这三家就只能喝汤了。

Wintel联盟代表了最为强盛的秦国，而苹果、IBM、摩托罗拉以及其他PC厂商已然是弱国，大部分PC厂商已经倒向了Wintel，选择了连横这条道路，与英特尔微软一同发展x86市场，而苹果、IBM和摩托罗拉最终走向了合纵，三家联合抵抗Wintel。

实际上，从Macintosh开始，苹果就一直在采用摩托罗拉的处理器，摩托罗拉的68K系列处理器，成为了驱动苹果电脑的最大动力，但在长期的合作过程中，苹果高层也认识到了依靠单一供应商的风险，恰好此时摩托罗拉的68040处理器已经处在全面落后的状态，无法和英特尔奔腾系列抗衡，更换处理器势在必行。

而苹果与IBM呢？放在如今，这两家的合作看上去是那么的稀疏平常，例如近几年，两家就在合作开发企业应用，向企业客户推广iOS设备，但在90年代初这个时间点上，苹果和IBM会产生合作的意愿简直是一件不可思议的事情。

在1981年的IBM PC发售之际，苹果在杂志上打了一整版“热烈欢迎IBM”的广告，对姗姗来迟的IBM展开了尖刻的讽刺之外，1984年Macintosh推出时，苹果又在电视上投放了“1984”的广告，苹果变成了抗争的自由斗士，一锤子挥出去，就打倒了代表极权主义的企业巨头——IBM。

1981年苹果在《华尔街日报》上投放的广告，图/wikipedia

用通俗一点的话来说，90年代之前的两家公司根本尿不到一个壶里：IBM是蓝色巨人，是保守而又务实的传统堡垒，IBM的休息日意味着员工可能会脱下外套，露出他们穿在里面的白衬衫，而苹果却是由两个反主流文化的长发青年在创立的，它的园区看起来更像伍德斯托克的摇滚音乐节，而不是华尔街；IBM谈论的是企业整合和系统互操作性，苹果则喋喋不休地谈论改变世界；IBM会播放劳伦斯·韦尔克用手风琴演奏的古典音乐，苹果的员工却更喜欢披头士的新专辑。

但就是如此迥异的两家公司，最后却站在了一起。1991年7月3日，苹果和 IBM 签署了一份非合同性的意向书，两家公司将在未来结盟，意向书中概述了两家合作的长期战略技术目标，即为整个行业创造一个统一的开放计算平台，其将由全新的硬件设计和下一代操作系统组成。

所谓的全新硬件设计，就是IBM研发了数年之久的Power，而操作系统，自然就是苹果正在开发的新系统了，当然，苹果也没忘了老朋友摩托罗拉，把擅长生产处理器的它也拉了进来，以前是竞争对手的三家公司，在市场压力下终于握手拜了把子，而AIM联盟就此成立。

这个消息一经宣布，就引发了轰动，当时的MacWorld杂志曾这样报道：这一年，地球震动了，IBM和苹果公司握手言和，宣布成为盟友。

有意思的是，苹果和IBM在达成意向书前，进行过多次秘密会谈，1991年2月左右，在IBM德州的一间办公室中，双方高层首次会面，考虑到IBM保守的特质，苹果公司的人一反常态，穿着西装三件套赴约，当推开门时，却发现跟他们抱着同样的想法的IBM高层，穿着牛仔裤和牛仔衬衫在座位上等待，颇有些戏剧意味。

两家合作的原因，固然有来自Wintel的外部压力，所谓敌人的敌人就是朋友这句话，放在这里再合适不过，但更深层次的原因是，苹果在1985年乔布斯出走后，新任CEO斯考利更多从商业层面考虑产品，这导致了苹果愈发像一个纯粹的软件服务提供商，纵使有数量繁多的硬件不断推出，但它们在市场中越来越平庸。从这个角度看，苹果像是变成自己曾经最讨厌的人，屠龙少年一步步走向变成恶龙的深渊。

而IBM在消费市场中接连受挫，蓝色巨人对自己逐渐不自信，它一方面知晓已然落后于时代，但大企业的傲慢又让它绝无可能平淡地接受事实，IBM亟需一个在大众PC市场中具备号召力的合作伙伴，逐步衰落的苹果，就成为了最佳对象。

1992年，苹果和IBM成立了两家公司，分别为Taligent和Kaleida，前者的重心在于苹果自1988年开始就一直在秘密研发的代号为Pink的操作系统，其主要目的是把这个跨平台的操作系统和应用框架正式推向市场，而后者则是要创建一个跨平台的脚本语言，让开发人员在它的基础上开发Power平台的应用。

可以说在1992年这个节点，AIM联盟为世人勾勒了一幅无比美好的愿景。

实际上，当时的市场中一直充斥着一种观点，即CISC（复杂指令集）已然落伍，RISC（精简指令集）才是未来的发展方向，像英特尔这样的x86处理器迟早会被丢进历史的垃圾堆。

为什么会有这种观点出现呢？原因是七八十年代的主流处理器即CISC，往往是通过增加硬件的复杂性来增强计算机性能，为了方便软件编程和提高程序的运行速度，工程师采用的办法是不断增加可实现复杂功能的指令和多种灵活的编址方式，最终导致硬件越来越复杂，成本也不断提高。

而很多人就对上述这条发展路线产生了怀疑，愈来愈多的指令对未来计算机的发展真的是有益的吗？包括IBM在内的许多公司和机构在研究后发现，虽然CISC中包含了几百条指令，但各种指令的使用率相差悬殊，一个程序的运算过程所使用的80％指令，只占处理器指令系统的20％，RISC（精简指令集）的概念就此被提出来，其要求指令系统应当只包含那些使用频率很高的少量指令，并提供一些必要的指令来支持操作系统和高级语言。

而更深层次的原因在于，虽然英特尔在个人电脑市场中叱咤风云，到90年代初，x86架构的CISC处理器已经占领了80%的个人电脑市场，但在工作站和数据中心市场中，以IBM为代表的RISC处理器占据了接近100%的份额，对此很容易会产生一种认知：高效高性能的RISC是将来时，过于复杂的CISC已经是过去时。

随着IBM正式公布PowerPC平台的处理器，这一观点迅速普及，大家已经开始期待着搭载PowerPC的Macintosh问世了，对于一直使用苹果电脑的铁杆粉丝来说，苹果和IBM双剑合璧，必将横扫PC市场。

1994年3月，Power Macintosh 6100/7100/8100正式发售，作为首批搭载PowerPC处理器的Macintosh电脑，它们的性能远远超越了之前的摩托罗拉68K系列的苹果电脑，根据MacWorld的测试，在运行软件时，三台Power Macintosh的性能都大大优于搭载顶级奔腾处理器的电脑。

如此强劲的性能，自然会带动市场销售，随着苹果不断提升产能并开始投放广告，Power Macintosh迎来了大幅的销量增长，截至1995年1月，苹果就已经售出了超过100万台的Power Macintosh，这对于刚刚成立的AIM联盟来说，算是雪中送炭的好消息了。

不过，这也是AIM联盟唯一的好消息了。PowerPC确实为原本在走下坡路的Macintosh注入了新的活力，让Macintosh焕发了新的生机，但除此之外几乎全是坏消息：还记得前面成立的两家公司吗？Taligent烧掉了4亿美元，只发布了一些不温不火的编程框架，而不是承诺中的革命性的操作系统；Kaleida在耗费了2亿美元后，才最终交付了ScriptX多媒体演示引擎，而此时别的产品早已牢牢占据市场；至于耗费10多亿美元的PowerPC架构呢，除了Macintosh以外几乎毫无进展，来自IBM和其他厂商所生产的PowerPC电脑数量几乎可以忽略不计……

当然，最致命的还在后头，1995年8月24日，微软发布Windows 95操作系统，这个划时代的操作系统相信大家早有耳闻，在Windows 3.1时，微软和苹果的系统还存在着不小的差距，无论是易用性还是美观度，前者都难以与后者比拟。

但Windows 95改变了这种局面，它不仅从Mac上提取了大量的功能，还极大程度上改善了可用性，诸如长文件名、垃圾桶、桌面、简单的应用切换、即插即用的外设等今天我们所习惯的一部分，都曾是Mac有而Windows所不具备的。但从1995年开始，微软和苹果的差距已经被消弭到大部分人可以接受的程度。

另外，Windows 95也有Mac所不具备的功能，即“抢占式多任务”，在此前的操作系统中，多任务方式是“协作式多任务”，一个任务在占用CPU时，除非它自己放弃使用CPU ，否则将完全霸占CPU，所以任务之间需要协作。而“抢占式多任务”呢，CPU的控制权掌握在操作系统手中，它会依照重要程度来排定优先顺序，用户无需担心任务占用CPU，因为系统会合理地给每个运行的任务分配时间块，就比如我们今天习惯的后台下载，在“协作式多任务”系统中，你只要切换到另一个程序，下载就会立刻停止，而“抢占式多任务”就完全不用担心这个问题。

当然，很多苹果的铁粉对Windows 95依旧是一种不屑一顾的态度，MacUser杂志甚至在封面上加了几个大字“Windows 95: So What?”（Windows 95：那又怎样），这或许在一定程度上也能体现出苹果公司对于Windows 95的想法。

但其他人可不这么看，Gartner分析师尼尔·麦克唐纳（Neil MacDonald）表示，Windows 95“在技术能力和稳定性方面取得了巨大的飞跃”，市场也同样不会骗人，微软第一个星期就卖了100万份的Windows 95，前五个星期总销量超过700万份，第一年更是有4000万份的Windows 95进入千家万户。

实际上，伴随着Windows 95发布，Taligent和Kaleida 两家公司倒闭关门后，AIM联盟与Wintel联盟的斗争已经宣告了结束，不论是苹果还是IBM都已无力回天，Mac和PowerPC市场份额由鼎盛时期的16%跌至4%，终归电脑市场中的小众。

短短几年，苹果就因为一颗小小的芯片，走向了破产的边缘。

回到原点的苹果

直到1997年，乔布斯以王者归来般的姿态回到苹果公司。

从1984年的Macintosh就能看出来，乔布斯或许不是最完美但却是最优秀的产品经理，作为偏执主义者，他的这种特性无不体现在自己主导的苹果产品中，苹果在90年代中后期愈发平庸，恰恰需要乔布斯这样优秀的人才加入。

实际上，乔布斯确实拯救了苹果，以“挽狂澜于既倒，扶大厦之将倾”来形容1998年时的他一点也不过分。

新官上任三把火，乔布斯上任就砍掉了一切苹果冗余的产品，只保留了最为核心的Mac。1998年，iMac G3发布，半透明的邦迪蓝颠覆了所有人的认知，打破了电脑只能是千篇一律的米色盒子的认知。

其后的iBook和Power Mac同样延续了这种风格，这些多彩的电脑开始让苹果再度闻名世界。

2001年，苹果发布首款便携式数字音频播放器iPod；2002年，独特台灯设计的iMac G4发布；2003年，采用金属外壳的PowerBooks发布……在21世纪的头几年，苹果公司推出了无数至今仍为人们津津乐道的产品，它们的外观设计即使放在20年后的今天也丝毫不显落伍。

在乔布斯回归苹果后，苹果的整体产品设计有了一个质的飞跃，从一定程度上带动Mac的销量，而iPod的风靡全球，也让苹果逐渐走出90年代的阴影，此时的最大问题不是苹果，而是它所搭载的PowerPC处理器，过于羸弱的性能和较高的功耗一直为用户所诟病。

乔布斯当然早就意识到了这些问题，并一直催促着IBM的升级研发与摩托罗拉的制程提升，但此时的PowerPC在个人电脑市场中已经名存实亡，英特尔靠着80%-90%的市场份额，遵循摩尔定律，投入大量研发成本来提升处理器性能，同时不断升级半导体的工艺，而IBM和摩托罗拉占据了两成不到的市场，却要追赶上半导体市场霸主的进度，这显然不可能。随着时间的不断推移，二者差距只会越来越大。

首先出篓子的是摩托罗拉，乔布斯在回归后就取消了Mac系统的授权和复制品，这就和生产PowerPC处理器的摩托罗拉产生了矛盾，摩托罗拉甚至在1998年一度退出过AIM联盟，虽然后续回归，但由摩托罗拉代工的PowerPC G4处理器的生产交付一再延迟，最终由于亏损，摩托罗拉剥离了半导体部门，成立了飞思卡尔，AIM联盟的铁三角被打破了。

而后出篓子的就是IBM了，在2002年之后，苹果换用由IBM代工的PowerPC G5处理器，结果呢，乔布斯曾在公开场合承诺，2004年年底Mac的主频就可以达到3GHz，结果压根没实现，甚至于PowerPC G5处理器由于散热和功耗的问题，没办法在苹果的笔记本上搭载，导致PowerBook连续5年没升级过芯片……

种种问题最后集中爆发出来，2005年6月6日，苹果正式宣布将在Mac中采用英特尔处理器，全面迁移至英特尔平台，同时放弃PowerPC架构，结束同IBM长达十数年的合作关系，AIM联盟正式解散。

PowerPC的破产，是苹果在芯片上跌得最大的一个跟头，从1992年到2006年，前后经历14年，最后留下的却是一地鸡毛，IBM、摩托罗拉、苹果，三方几乎没有从这次的合作中获利，是非常少见的三输局面。

我们当然可以责怪苹果不识时务，但背后更深层次的原因，是英特尔一手打造的IDM（Integrated Design and Manufacture）模式，这种从设计、制造、封装测试到销售自有品牌IC都一手包办的垂直整合模式，天然就具有高门槛，不管是摩托罗拉还是PowerPC，从头到尾都没有形成足够的规模效应，而处于劣势的他们也不可能进行反周期投资来梭哈，最后败下阵来完全在大家的意料之中。

2020年11月，苹果正式推出搭载M1芯片的MacBook，苹果电脑又回到了RISC，而它的合作伙伴由IBM和摩托罗拉悄然变成了ARM和台积电，这一次苹果的底气远超1992年，毕竟苹果依靠iPhone，早已跻身世界第一市值的公司，手里最不缺的就是现金，不管是晶圆厂，还是芯片设计，只要有钱，就没有摆不平的。

苹果甚至做了二手准备：去年9月，就有分析师表示，苹果正在将其嵌入式内核全面转移到 RISC-V 架构，并发布了相关的系统架构师的招聘，未来苹果极有可能在产品的协处理器上转向RISC-V内核。

不过如今的苹果，主力业务已不再是Mac，做M系列芯片，与其说是要和Wintel抗衡，倒不如说是在研发A系列手机芯片过程中诞生出了大胆想法，最终付之于实践的结果，而搭载M系列芯片的Mac产品，很难说得上是Win产品的直接竞争对手，苹果2023第一财季Mac 营收同比下滑 28.7%，总出货量下降了 46% 至 400 万台，直接导致苹果大砍单，在PC寒冬来临之际，Mac也未能幸免。

实际上，苹果自研芯片的Mac产品，不是为了吸引Windows用户，而是为了取悦还在用英特尔处理器的Mac老用户，一如1994年的采用PowerPC处理器的Macintosh，苹果Mac的产品路线和市场份额，或许早在乔布斯设计AppleⅡ时就已注定。

CISC-RISC-CISC-RISC，兜兜转转在指令集上回到原点的苹果，如今早已把开拓新品类当成了自己的使命，从iPad到Apple Watch，从AirPods到还未公布的苹果头显，一个崭新的生态画面早已展开，而构筑生态的芯片，苹果也要牢牢掌握在手中，或许才是这家加州库比蒂诺市公司在经历PowerPC挫折后的终极愿景吧。

本文来自微信公众号：半导体行业观察（ID：icbank），作者：邵逸琦