Les ordinateurs Apple abandonneront les puces Intel pour adopter leur propre conception basée sur ARM. Une chose intéressante à propos d'Apple en tant que société, c'est qu'elle n'a jamais ressenti le besoin de se lier à une architecture de système ou ISA particulière. Alors qu'une entreprise comme Microsoft a principalement lié sa fortune à l'architecture x86 d'Intel et qu'IBM, Sun, HP et d'autres géants ont préféré l'intégration verticale, Apple se dirige actuellement vers sa cinquième architecture système pour ses ordinateurs depuis la création de l'entreprise.

Ce qui rend ce dernier changement peut-être unique, cependant, c'est qu'au lieu de s'appuyer sur un fournisseur externe pour les processeurs et les circuits intégrés périphériques, ils visent désormais une approche d'intégration verticale. Bien que l'ARM ISA soit concédé sous licence à Apple par Arm Holdings, la conception «Apple Silicon» qui est utilisée dans les processeurs ARM d'Apple est la leur, produite par les propres ingénieurs d'Apple et produite par des fonderies à la demande d'Apple.

Dans cet article, je voudrais revenir sur les décisions architecturales d’Apple au fil des décennies et sur la manière dont elles ont fait en sorte que la transition d’Apple vers une intégration verticale soit pratiquement une certitude.

Un produit de son temps

La planche en bois Apple I. non incluse dans la livraison.

Les années 1970 ont été définitivement l'ère de l'informatique dans les salons aux États-Unis, avec le Commodore PET, le Tandy TRS-80 et les micro-ordinateurs Apple II définissant la fin des années 1970. Un an seulement avant la sortie d'Apple II, le partenariat nouvellement formé entre Steve Wozniak et Steve Jobs avait produit l'ordinateur Apple I. Ce dernier a été vendu sous forme de PCB assemblé nu pour 666,66 $ (2995 $ en 2019), avec environ 200 unités vendues.

Comme l'Apple I, l'Apple II et le Commodore PET étaient tous basés sur le MOS 6502 MPU (unité de microprocesseur), qui était essentiellement une version moins chère et plus rapide du 6800 MPU de Motorola, le Zilog Z80 étant l'autre option MPU populaire. Ce qui a rendu l'Apple II différent, ce sont les raccourcis d'ingénierie de Wozniak pour réduire les coûts matériels, en utilisant diverses astuces pour enregistrer des circuits de rafraîchissement DRAM séparés et supprimer le besoin de RAM vidéo distincte. Selon Wozniak dans une interview octroyée en mai 1977, "(…) un ordinateur personnel devrait être petit, fiable, pratique à utiliser et peu coûteux."

Avec l'Apple III, Apple a vu la nécessité de fournir une compatibilité descendante avec l'Apple II, ce qui a été rendu facile car le premier conservait le même 6502 MPU et une architecture matérielle compatible. Les ingénieurs d'Apple ont toutefois mis en place des limitations qui ont empêché le système émulé Apple II d'accéder à plus d'une fraction de la RAM d'Apple III et d'autres matériels.

Le Motorola Era 32 bits

Avec la malheureuse Apple Lisa (1983) et Apple Macintosh (1984), qui a beaucoup plus de succès, Apple est passé à l'architecture Motorola 68000 (m68k). Le Macintosh a été le premier système à proposer ce qui allait devenir la série classique de systèmes d'exploitation Mac OS, à l'époque imaginativement intitulée «Système 1». En tant que première étape dans le nouveau monde courageux des ordinateurs de bureau 32 bits basés sur une interface graphique et pilotés par une souris, il n'a pas mis l'accent sur la compatibilité descendante. Il a également coûté bien plus de 6 000 $ en tenant compte de l'inflation.

Bienvenue dans l'avenir de l'informatique domestique.

Le règne des systèmes Macintosh basés sur m68k a duré jusqu'à la sortie du Macintosh LC 580, en 1995. Ce système comportait un Motorola 68LC040 fonctionnant à 33 MHz. Ce processeur particulier du LC 580 comportait un bogue qui provoquait un fonctionnement incorrect lorsqu'il était utilisé avec un émulateur FPU logiciel. Bien qu'une version fixe du 68LC040 ait été introduite au milieu de 1995, il était trop tard pour empêcher de nombreux LC 580 d'être livrés avec le CPU défectueux.

Un an avant la sortie du LC 580, le premier système Power Macintosh était déjà sorti après quelques années de collaboration d'Apple avec IBM sur la gamme de puces PowerPC. La raison de ce changement se trouve principalement dans les performances anémiques de l'architecture CISC m68k, Apple craignant que le passage de l'industrie aux architectures RISC beaucoup plus performantes d'IBM (POWER), MIPS, Sun (Sparc) et HP (PA- RISC). Cela n'a laissé à Apple d'autre choix que de chercher une alternative à la plate-forme m68k.

Gagnez en puissance ou passez à la verticale

Le développement de ce qui allait être connu sous le nom de série de systèmes Power Macintosh a commencé en 1988, avec Apple flirter brièvement avec l'idée de faire son propre processeur RISC, au point où ils ont acheté un super ordinateur Cray-1 pour aider à la conception efforts. Finalement, ils ont été contraints d'annuler ce projet en raison d'un manque d'expertise dans ce domaine, nécessitant un examen des partenaires possibles.

Apple examinerait les offres RISC disponibles de Sun, MIPS, Intel (i860) et ARM, ainsi que le 88110 de Motorola (architecture RISC 88000). Tout sauf l'offre de Motorola a été initialement rejetée: Sun n'avait pas la capacité de produire suffisamment de CPU, MIPS avait des liens avec Microsoft, l'i860 d'Intel était trop complexe et IBM ne voulait peut-être pas concéder sous licence son noyau POWER1 à des tiers. En cours de route, Apple a pris une participation de 43% dans ARM et utiliserait un processeur ARM dans son assistant numérique personnel Newton.

Motorola 88110, ou ce qui aurait pu être l’avenir d’Apple.

Sous le surnom de projet «Jaguar», un système a été développé qui utilisait le Motorola 88110, mais le projet a été annulé lorsque le président de la division des produits d'Apple (Jean-Louis Gassée) a quitté l'entreprise. Le regain de doute dans le 88110 a conduit à l'organisation d'une réunion entre les représentants d'Apple et d'IBM, l'idée étant de fusionner les sept puces du POWER1 en une solution à puce unique. Avec Motorola également présent à cette réunion, il a été convenu de mettre en place une alliance qui aboutirait à la puce PowerPC 601.

Le système d'exploitation d'Apple System 7 a été réécrit pour utiliser les instructions PowerPC au lieu de celles de m68k, ce qui lui a permis d'être utilisé avec ce qui allait devenir le premier Macintosh basé sur PowerPC, le Power Macintosh 6100. En raison des performances supérieures de PowerPC par rapport à m68k à l'époque, l'utilitaire d'émulation Mac 68k fourni avec tous les Mac PowerPC était suffisant pour fournir une compatibilité descendante. Les versions ultérieures ont utilisé la recompilation dynamique pour fournir encore plus de performances.

Décennie de PUISSANCE

Qui ne manque pas cette pomme?

L'ère PowerPC est peut-être la plus distincte de toutes les conceptions Apple, avec les iMac G3 tout-en-un colorés et les Power Macintosh G3 et Power Mac G4 ainsi que le Power Mac G5 qui sont toujours des ordinateurs facilement reconnaissables qui distinguent les systèmes Apple des «  PC ''. . Malheureusement, au moment des processeurs PowerPC des séries G4 et G5, leurs performances étaient inférieures à celles des offres basées sur les processeurs Intel et AMD x86. Bien qu'Intel ait commis une erreur coûteuse avec son architecture Netburst (Pentium 4) pendant les soi-disant «guerres MHz», cela n'a pas empêché PowerPC de prendre de plus en plus de retard.

Le Power Mac G5, avec ses processeurs G5 refroidis par eau, a eu du mal à suivre la concurrence et avait de faibles performances par watt. Les frustrations entre IBM et Apple quant à l'opportunité de se concentrer sur PowerPC ou l'évolution d'IBM des processeurs de serveurs appelés «Power» n'ont pas aidé ici. Cela a conduit Apple à la conclusion évidente: l'avenir était le CISC, avec Intel x86. Avec l'introduction du Mac Pro à processeur Intel en 2006, la quatrième transition architecturale d'Apple avait commencé.

Comme pour la transition de m68k à PPC au début des années 90, un utilitaire similaire a été utilisé pour l'émulateur Mac 68k, appelé Rosetta. Ce traducteur binaire dynamique prend en charge la traduction des instructions G3, G4 et AltiVec, mais pas celles G5. Il est également livré avec une foule d'autres compromis et limitations de performances. Par exemple, il ne prend pas en charge les applications pour Mac OS 9 et versions antérieures (Mac OS «classique»), ni les applications Java.

La principale différence entre l'émulateur Mac 68k et Rosetta est que le premier s'exécutait dans l'espace du noyau et le second dans l'espace utilisateur, ce qui signifie que Rosetta est à la fois beaucoup moins efficace et moins efficace en raison de la surcharge due au changement de tâche. Ces compromis ont conduit Apple à introduire également le format «binaire universel», également appelé «binaire gras» et «binaire multi-architectural». Cela signifie que le même exécutable peut contenir du code binaire pour plusieurs architectures, telles que PowerPC et x86.

Tout va bien qui se termine verticalement intégré

L'avenir d'Apple Silicon.

Quelques rares d'entre nous ont peut-être manqué l'annonce récente de la WWDC où Apple a annoncé officiellement qu'elle passerait à l'architecture du système ARM, abandonnant Intel après quatorze ans. Les vraies raisons de ce changement devront attendre, pour des raisons évidentes, mais c'était révélateur quand Apple a acquis P.A. Semi, une société de semi-conducteurs sans usine, en 2009. Depuis qu'Apple a commencé à produire des SoC ARM pour ses iPhones au lieu de les obtenir auprès d'autres sociétés, des rumeurs se sont propagées.

Alors que les performances de cet Apple Silicon commençaient à égaler et à dépasser celles des systèmes Intel de bureau par rapport aux iPhones et iPads d'Apple, beaucoup pensaient que ce n'était qu'une question de temps avant qu'Apple fasse une annonce comme celle-ci. Il y a aussi le problème persistant d'Intel n'ayant pas eu d'actualisation significative du produit du processeur depuis l'introduction de Skylake en 2015.

Nous y voilà donc. Nous sommes en 1994 et Apple vient d'annoncer sa transition du CISC m68k vers sa propre architecture RISC (basée sur ARM?). Seulement 26 ans plus tard, Apple passe du CISC x86 à sa propre architecture RISC basée sur ARM, achevant apparemment un processus qui a commencé à la fin des années 1980 chez Apple.

Quant à l'expérience utilisateur lors de cette transition, il s'agit en fait d'une répétition de la transition PowerPC vers Intel en 2006 et au-delà, avec Rosetta 2 (Rosetta Harder?) Gérant (certaines) tâches de traduction binaire pour les applications qui n'ont pas encore de port ARM natif. et des binaires universels (v2.0) pour les autres applications. Au cours de la prochaine décennie, Apple se retrouvera à cheval sur le fossé entre x86 et ARM avant de pouvoir s'installer dans sa nouvelle maison intégrée verticalement après près d'une demi-décennie de flottement entre architectures de systèmes étrangers.

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