Apple-Chips: Vollständige Umwälzung?
In jüngster Zeit hat die Nachricht über Intel's Plan, sein Automobilgeschäft aufzugeben und Arbeitsplätze zu kürzen, für Aufsehen gesorgt und damit eine weitere schwere Note in die Reihe seiner in den letzten Jahren häufigen Anpassungen gesetzt. Der einstige Semiconductorriese, der die Branche führte, befindet sich in der "düstersten Stunde" seiner Transformation und kämpft schwer voran.
Zur gleichen Zeit, auf der anderen Seite der Tech-Welt: Anlässlich des fünften Jahrestages der Einführung von Apple's eigenentwickelten PC-Chips hat Apple angekündigt, dass macOS 26 Tahoe die letzte macOS-Version sein wird, die Intel-Chips unterstützt. Dies bedeutet, dass ab nächstem Jahr die Hauptneuerungen des Apple-Desktop-Betriebssystems nur auf Macs mit Apple Silicon-Chips laufen werden.
Es ist nicht schwer zu erkennen, dass dies nicht nur den Erfolg von Apple's eigenentwickelten Chips markiert, sondern auch die Welle der Veränderungen in der gesamten PC-Prozessorbranche beschleunigt.
Apples Engagement und Durchbrüche im Bereich der PC-Chips schütteln die auf der x86-Architektur basierende Marktstruktur der PC-Prozessoren wie nie zuvor. Diese Kraft erschüttert auch unweigerlich die Grundlage von Intels x86-PC-Prozessorgeschäft, das auf dieser Architektur aufbaut, und fügt neuen Schwierigkeiten hinzu, die das Unternehmen bereits zu bewältigen hat.
Der Ruhm und die Schwierigkeiten des x86-PC-Herrschers
Wenn wir die Geschichte betrachten, haben sich im Laufe der langen Entwicklung der PC-Prozessorchip-Branche zahlreiche spannende technologische Wettkämpfe abgespielt.
Bereits 1971 hat Intel den ersten Mikroprozessor, den 4004, vorgestellt und ihn anschließend stetig weiterentwickelt. 1978 folgte der 16-Bit-Prozessor 8086.
1981 hat der "blaue Riese" IBM den von der 8086 abgeleiteten 8088 als Prozessor für seine eigenen Produkte gewählt. Dies wurde später als "der größte Sieg in Intels Geschichte" bezeichnet. Diese Entscheidung brachte die x86-Architektur in den Zug der PC-Verschiebung.
Im Laufe dieses Prozesses, mit dem Aufstieg des Windows-Betriebssystems, hat die x86-Architektur mit der "Wintel-Allianz", die auf der Kompatibilität mit Windows basiert, eine Reihe von starken Konkurrenten wie Motorola 68K, DEC Alpha, IBM PowerPC, Sun SPARC und MIPS besiegt. Von der Leistungsrevolution der Pentium-Serie bis zur Multikern-Ära der Core-Architektur hat Intel mit seiner "Tick-Tock"-Strategie die x86-Architektur immer weiter vorangetrieben und fast die gesamte Weltmarktquote der PC-Märkte monopolisiert, was Intels PC-Chip-Herrschaft über mehr als vierzig Jahre begründete.
Innerhalb der x86-Camp hat AMD immer die Rolle des wichtigen "Störer" und "Jäger" gespielt. 1999 hat AMD den Athlon-Prozessor vorgestellt, der erstmals in der Leistung Intels gleichwertige Produkte übertraf. 2003 hat AMD den ersten 64-Bit-Desktop-Prozessor, den Athlon 64, auf den Markt gebracht und damit die PC-Welt in die 64-Bit-Ära geführt.
2016 hat AMD mit der Einführung der Zen-Architektur die Leistung seiner Chips erheblich verbessert. Mit der Unterstützung von TSMCs fortschrittlicher Fertigungstechnologie hat AMD die Leistung seiner PC-Prozessoren schnell auf Intels Niveau gebracht und sogar übertroffen. Dies hat dazu geführt, dass AMD in den letzten Jahren immer mehr Marktanteile im PC-Prozessormarkt gewonnen hat und sich langsam Intels Niveau annähert.
Wir können sehen, dass von der frühen Vielfalt bis hin zur Oligopolkonkurrenz die x86-Camp, vertreten durch Intel und AMD, mit ihrer starken Leistung, reichhaltigen Softwareunterstützung und hoher Kompatibilität, sowie der ständigen technologischen Neuerung und dem Aufbau eines großen Ökosystems, schließlich in der harten Konkurrenz im PC-Prozessormarkt hervorgetreten ist und die x86-Ära der PC-Prozessoren für Jahrzehnte eröffnet hat.
Allerdings dreht sich das Rad der Geschichte immer weiter. In den letzten Jahren, mit der Woge der Technologie, sind die einst unerschütterlichen x86-Prozessoren und das Intel-Reich vor Herausforderungen gestellt, wie sie es noch nie gegeben hat.
Apples eigenentwickelte ARM-PC-Chips: Von der Erprobung bis zur Revolution
Apples plötzlicher Aufstieg hat eine Risslinie in die einst unzerbrechliche "Wintel-Camp" gebracht.
Zunächst hat die Kombination "macOS + x86" die Option "Windows + x86" nicht mehr als die einzige Wahl gelassen. Und 2020 hat die Einführung von Apples M1-Chip den Gegenangriff der ARM-Architektur ausgelöst. Apple hat entschieden, dass seine Mac-Serie von Intel-Chips auf seine eigenen, auf der ARM-Architektur basierenden Chips übergehen wird. Mit einer einheitlichen Speicherarchitektur und der Optimierung von Software und Hardware hat Apple die Geschichte des Bruchs der x86-Leistungsmythen im PC-Bereich begonnen.
Ein Stein hat Tausende von Wellen geschlagen.
Damals hatten viele Menschen Zweifel an der Zukunft von Apples eigenentwickelten PC-Chips. Doch nur fünf Jahre später hat Apple durch kontinuierliche Innovation und Durchbrüche nicht nur die Marktstruktur der PC-Prozessorchips revolutioniert, sondern auch eine der erfolgreichsten Zeiten in der Geschichte der Macs eröffnet.
Wenn wir Apples Geschichte im Bereich der Chipentwicklung betrachten, hat es bereits 2008 mit der Übernahme von P.A. Semiconductor die Saat für seine eigenentwickelten Chips gesät.
Seitdem hat Apple im Bereich der Mobilchips kontinuierlich Fortschritte gemacht. Die A-Serie von Chips hat von der Einführung des ersten A4 bis hin zu den späteren Upgrades wie der Dual-Core-Architektur des A5, der revolutionären 64-Bit-Architektur des A7, der Integration des M9-Bewegungscoprocessors im A9 bis hin zum A11 Bionic-Chip mit neuronalem Motor immer wieder Leistungs- und Energieeffizienzsprünge erzielt und so Apples Wettbewerbsfähigkeit auf dem Smartphone- und Tabletmarkt gestärkt.
Nachdem Apple in der Mobilchipbranche eine solide technologische Grundlage aufgebaut hatte, richtete es seinen Blick auf den PC-Markt.
Tatsächlich war der Motorola 68000 der erste Prozessor, der in Macs verbaut wurde. Dieser Prozessor wurde nicht nur in Macs verwendet, sondern auch in verschiedenen Videospielen und einigen Atari-Computern. Aber in den frühen 1990er Jahren war Apple frustriert über die langsame Verbesserungsgeschwindigkeit seiner Chiphersteller und erkannte, dass das Schicksal seiner Plattform von den Erfolgen anderer Unternehmen abhing.
Damals plante Apple, seine eigenen Chips zu entwickeln. Überraschenderweise hat IBM, Apples starker Konkurrent, plötzlich Kontakt aufgenommen und über eine Zusammenarbeit bei der Entwicklung des nächsten Chips gesprochen. Nach dem Beitritt von Motorola, das fast verlassen worden war, hat die AIM-Allianz begonnen, einen neuen Chip zu entwickeln, der später der PowerPC-Chip wurde.
Als der neue Chip seiner Zeit hatte der PowerPC Eigenschaften, die ihn von den damals vorherrschenden Intel-Prozessoren unterschieden. Die ersten Macs mit PowerPC-Chips (natürlich als Power Mac bezeichnet) kamen im März 1994 auf den Markt. Um dies zu erreichen, musste Apple nicht nur seine Software auf die neue Chiparchitektur übertragen, sondern auch die Kompatibilität mit der alten Mac-Software gewährleisten.
Allerdings hat Apple damals seinen größten Fehler gemacht, indem es nicht die Kontrolle über seine eigenen Entwicklungswerkzeuge hatte. Metrowerks, ein Softwareunternehmen, das schließlich von Motorola übernommen wurde, hatte die autoritative PowerPC-Entwicklungsumgebung CodeWarrior entwickelt. Apple hat daraus eine wichtige Lehre gelernt und bis heute fast alle seine Entwicklungsarbeiten in seiner eigenen Xcode-Umgebung durchgeführt.
Im Sommer 2003 war die PowerPC-Ära in vollem Gange. Der neue G5 (fünfte Generation)-Prozessor war auf den Markt gekommen, und Steve Jobs hatte versprochen, dass er schließlich eine beispiellose Geschwindigkeit von 3 GHz erreichen würde. Die Branche war aufgeregt, dass auch Mac-Notebooks eine so starke Leistung haben würden.
Aber die Erwartungen von Apple wurden nicht erfüllt.
IBM konnte Apple nie einen 3-GHz-Chip liefern, und der G5-Chip war nicht für Notebooks geeignet. Innerhalb von Apple wurde ein geheimes Projekt durchgeführt, um sicherzustellen, dass das neue Mac OS X auf Intel-Prozessoren laufen würde.
Vor 20 Jahren hat Jobs auf der WWDC diese Veränderung angekündigt: Das AIM-Projekt wurde eingestellt, und Apple wechselte von PowerPC zu Intel.
Zu dieser Zeit wurden die Intel-Prozessoren ständig verbessert. Die Geschwindigkeit der Macs erreichte auch nie dagewesene Höhen.
Aus vielen Blickwinkeln war diese Zeit die wichtigste Dekade in der Geschichte der Macs.
Der zunehmende Erfolg des iPods (und später des iPhones) hat es auch für Konsumenten möglich gemacht, die zuvor nie über den Kauf eines Macs nachgedacht hatten, einen zu erwerben. Ein neues Windows-Simulator konnte auf Intel-Hardware mit voller Geschwindigkeit laufen und bot PC-Nutzern, die möglicherweise einige Windows-Programme ausführen mussten, eine Alternative. Die Macs begannen, schnell zu wachsen.
Allerdings wurde Apple erneut frustriert über die langsame Chipentwicklung und die fehlende Kontrolle über seine eigene Plattform, da Intels technologische Innovationen verlangsamt wurden.
Aber diesmal gab es einen wichtigen Unterschied, wie am Anfang dieses Abschnitts erwähnt: In den letzten zehn Jahren hat Apple ständig Chips für iPhone und iPad entwickelt, und Entwickler konnten mit Xcode entwickelte Anwendungen auf Apples Prozessoren kompilieren und ausführen. Jahre langes Erlebnis hat Apple das Vertrauen gegeben, die Erfahrungen aus der Entwicklung von iPhone- und iPad-Chips auf die Entwicklung von leistungsstarken Mac-Chips zu übertragen.
Basierend auf diesen Erwägungen hat Apple beschlossen, erneut eine neue Seite zu beginnen.
Im November 2020 hat Apple den bahnbrechenden M1-Chip auf der ARM-Architektur vorgestellt und damit das Interesse der Chipindustrie, insbesondere der PC-CPU-Chipindustrie, geweckt.
In verschiedenen Tests hat der neue M1-Chip ähnliche Punktzahlen wie hochwertige x86-Prozessoren erreicht und in der Leistung dem 11. Generation Core i7 nahe gekommen. Damit hat er die Beschränkungen der ARM-Architektur in Bezug auf niedrige Leistung und Energieeffizienz gebrochen. Die M-Serie-Prozessoren behalten bei ähnlicher Leistung wie x86-Prozessoren immer noch eine niedrige Energieaufnahme bei, die nur etwa die Hälfte von Intels Prozessoren beträgt. Dadurch können Macs mit M-Serie-Prozessoren leichter und kompakter gestaltet werden und haben eine längere Akkulaufzeit. Sie wurden sofort auf dem Markt gut aufgenommen, und der M1 Mac wurde zu dem am besten bewerteten Mac.
Dies ist der erste Mal, dass ein ARM-Architektur-Prozessor in der Leistung an Intel herangekommen ist und repräsentiert den Sieg des ARM-Modells mit niedriger Energieaufnahme und hoher Leistung.
Zusätzlich bedeutet die Einführung des M1-Chips nicht nur das Ende der 15-jährigen Partnerschaft zwischen Apple und Intel, sondern auch, dass die Welt erstmals das enorme Potenzial der ARM-Architektur auf dem PC-Bereich erkannt hat und damit die ARM-Penetration auf dem PC-Markt erhöht hat.
Basierend auf dem Erfolg des M1-Chips hat Apple nicht aufgehört, zu innovieren.
In den folgenden Jahren wurden die M2- und M3-Serie-Prozessoren nacheinander eingeführt und haben die gesamte Mac-Serie verbessert. In diesem Prozess hat Intel nicht nur im PC-Chip-Bereich von beiden Seiten bedrängt, sondern auch seine Fertigungsherrschaft verloren: Beispielsweise hat die 5-nm-Fertigungstechnologie von TSMC die Leistung des Apple M2-Chips erheblich verbessert, während Intels 7-nm-Technologie um drei Jahre verzögert wurde. Aufgrund dieser Unterschiede in der Fertigungstechnologie haben die Apple M-Serie-Chips in Bezug auf Leistung und Energieeffizienz rapide Fortschritte gemacht.
Zusätzlich hat Apple dank der reifen Chiplet-Designtechnologie und der fortschrittlichen Verpackungstechnologie von TSMC die Leistung seiner PC-Prozessoren ständig verbessert und sich zum Herrscher auf dem ARM-Architektur-Prozessormarkt gemacht.
In den letzten fünf Jahren haben viele Apple-Fans die Macs als wiederbelebt empfunden.
Wegen der hervorragenden "Anführungsrolle" der Apple M-Serie-Chips hat sich die Einstellung der gesamten Konsumelektronikindustrie gegenüber ARM-Architektur-PC-Produkten stark verändert.
Seit der Entstehung der M-Serie-Chips hat Apple die Nutzerwahrnehmung der Leistung von ARM-Chips verändert und sogar seine Geschäftsbereiche neu strukturiert, um die Einführung der M-Serie-Chips zu unterstützen. Bisher repräsentieren die Apple M-Serie-Chips die "Obergrenze" der Leistung und des Ökosystems von zivilen ARM-Architektur-PC-Lösungen.
Kürzlich hat Apple angekündigt, dass macOS 26 Tahoe die letzte macOS-Version sein wird, die Intel-Chips unterstützt. Dies bedeutet, dass ab nächstem Jahr die Hauptneuerungen des Apple-Desktop-Betriebssystems nur auf Macs mit Apple Silicon-Chips (d.h. ab dem 2020er M1-Modell und neueren Modellen) laufen werden.
Nach offiziellen Statistiken lag der Marktanteil von ARM in PC-Chips im dritten Quartal 2020 vor dem Verkauf von ARM-kompatiblen M1 Macs nur bei 2%. Mehr als ein Jahr später, laut den Daten von Mercury Research im ersten Quartal 2022, wurde der Anteil von ARM-PC-Clients auf 11,3% geschätzt, fast doppelt so hoch wie die 5,9% ein Jahr zuvor.
Es ist ersichtlich, dass mit Apples vollständiger Übernahme der ARM-Architektur-Chips für seine Mac-Reihe der Marktanteil von ARM-Chips, der zuvor nur einen kleinen Teil des Personalcomputer-Chipmarktes ausmachte, schnell gewachsen ist.
Nach den Daten von Canalys hatte Apple im vierten Quartal 2024 einen Marktanteil von 10,2% auf dem gesamten PC-Markt und 45% auf dem AI-PC-Markt, weit vor Intel (weniger als 10%). Obwohl der Gesamtmarktanteil von ARM-Architektur-PCs nur 12% beträgt, hat Apples Erfolg die Grundlage der x86-Monopolie geschwächt.
Mit der Ankündigung, dass macOS Tahoe die letzte macOS-Version sein wird, die Intel Macs unterstützt, bereitet Apple sich auf das Ende der dritten Chip-Transformation in der Geschichte der Macs vor.
Ein Stein löst Tausende von Wellen aus: Der ARM-Camp macht sich stark
Der Erfolg der Apple M-Serie-Prozessoren hat andere Top-Unternehmen in der Chipindustrie ermutigt, insbesondere Qualcomm, Nvidia und MediaTek, die sich ebenfalls auf den PC-CPU-Markt gestürzt haben.
Tatsächlich hat Qualcomm im Bereich der ARM-Architektur-Notebook-Chips mehr Erfahrung als Apple. Qualcomm hat bereits 2018 und 2020 die erste und zweite Generation von Snapdragon 8CX-Prozessoren für PCs eingeführt und hat inzwischen die dritte Generation erreicht. Leider haben diese Prozessoren auf dem Markt nicht für große Wellen gesorgt.
Es war erst 2023, dass Qualcomm endgültig die Schublade der schwachen PC-Chipleistung hinter sich lassen konnte. Der von ihm veröffentlichte Snapdragon X