تاریخچه مختصر معماری پردازنده کامپیوترهای اپل

طی ۳۶ سال گذشته، پردازنده کامپیوتر های مکینتاش اپل از ۳ معماری مختلف استفاده کرده‌اند و حالا قرار است معماری چهارم از راه برسد. با توجه به اینکه مهاجرت به سمت پردازنده‌های مبتنی بر معماری ARM حتمی است، در این مطلب قصد داریم تاریخچه معماری پردازنده کامپیوترهای اپل را به صورت مختصر و مفید مرور کنیم.

معماری موتورولا ۶۸۰۰۰ (۱۹۸۴-۱۹۹۵)

در سال ۱۹۸۴، اپل نخستین کامپیوتر مکینتاش را عرضه کرد. این کامپیوتر از پردازنده ۸ مگاهرتزی موتورولا ۶۸۰۰۰ استفاده می‌کرد. در حین توسعه، این کامپیوتر از پردازنده ۸/۱۶ بیت موتورولا ۶۸۰۹ بهره می‌برد؛ اما در نهایت پردازنده بهتر و گران‌تر ۱۶/۳۲ بیتی موتورولا ۶۸۰۰۰ مورد استفاده قرار گرفت.

کامپیوتر اپل لیسا مجهز به مدل ۵ مگاهرتزی این پردازنده بود ولی نخستین کامپیوتر دارای سیستم‌عامل مکینتاش می‌توانست سرعت ۸ مگاهرتز را به ارمغان بیاورد؛ این موضوع مورد استقبال استیو جابز قرار گرفت زیرا می‌خواست در برابر تیم توسعه‌دهنده کامپیوتر اپل لیسا حرف بیشتری برای گفتن داشته باشد.

طی یک دهه بعدی، مدل‌های جدید کامپیوتر های مکینتاش از نسل‌های جدید پردازنده ۶۸۰۰۰ مانند ۶۸۰۲۰،۶۸۰۳۰ و ۶۸۰۴۰ استفاده کردند. این پردازنده‌ها موفق شدند سرعت و امکانات کامپیوتر های اپل را بهبود ببخشند. روی هم رفته، ۷۲ کامپیوتر مک با پردازنده‌های سری ۶۸۰۰۰ روانه‌ی بازار شدند. آخرین مدل به نام PowerBook 190 در سال ۱۹۹۵ به دست کاربران رسید.

PowerPC (۱۹۹۴-۲۰۰۵)

در اواخر دهه ۱۹۸۰، صنعت کامپیوتر روند دور شدن از معماری پردازنده‌های مربوط به دهه ۱۹۷۰ را آغاز کرد تا در عوض معماری RISC مورد استفاده قرار بگیرد؛ زیرا این معماری جدید پردازنده می‌توانست سرعت بیشتری به ارمغان بیاورد.

اپل گزینه‌های مختلفی را بررسی کرد اما در نهایت برای توسعه پردازنده جدید با IBM و موتورولا متحد شد. باید خاطرنشان کنیم در این دوران مایکروسافت و اینتل تسلط زیادی بر بازار کامپیوترها داشتند و شرکت‌های اپل، IBM و موتورولا می‌خواستند با این روند مقابله کنند.

نتیجه این همکاری، خلق معماری PowerPC بود. پردازنده‌های مبتنی بر این معماری ابتدا در تعدادی از کامپیوترهای IBM مورد استفاده قرار گرفتند و در سال ۱۹۹۴ کامپیوتر Power Macintosh 6100 اپل با چنین پردازنده‌ای عرضه شد.

در طول سال‌ها، اپل حدودا ۸۷ مدل از کامپیوتر های مبتنی بر پردازنده‌های PowerPC را عرضه کرد که از جمله این پردازنده‌ها می‌توانیم به سری ۶۰۱، ۶۰۳،G3،G4 و G5 اشاره کنیم. طی این دوران، سرعت کلاک پردازنده‌های PowerPC به طور چشمگیری افزایش یافت و از ۶۰ مگاهرتز به ۲.۷ گیگاهرتز رسید. آخرین کامپیوتر اپل مبتنی بر پردازنده PowerPC به نام Power Mac G5 در سال ۲۰۰۵ معرفی شد.

اینتل x86 (۲۰۰۶-اکنون)

در اواسط دهه ۲۰۰۰، اپل دیگر علاقه زیادی به بهره‌گیری از پردازنده‌های PowerPC نداشت. زیرا به دلیل تأخیر در طراحی و ساخت این پردازنده ها، کامپیوتر های اپل از نظر سرعت نمی‌توانستند با کامپیوترهای ویندوزی مبتنی بر پردازنده‌های اینتل رقابت کنند.

همچنین مصرف انرژی پردازنده‌های PowerPC روزبه‌روز بیشتر می‌شد و نیازمند بهره‌گیری از سیستم‌های خنک‌کننده همه‌فن‌حریفی بودند؛ همین موضوع باعث می‌شد که امکان بهره‌گیری از این پردازنده‌ها در لپ‌تاپ‌ها مهیا نباشد.

بنابراین وقتی اپل در رویداد WWDC 2005 اعلام کرد که کامپیوترهای این شرکت به سمت استفاده از پردازنده‌های اینتل مهاجرت می‌کنند، منتقدان خوشحال و در عین حال غافلگیر شدند. زیرا اپل برای سال‌های متمادی در مورد برتری معماری PowerPC نسبت به اینتل تبلیغ کرده بود اما حالا این شرکت می‌خواست به سمت اینتل حرکت کند.

با این کار، یک‌شبه توان کامپیوترهای مک چهار برابر شد. در اوایل سال ۲۰۰۶، نخستین کامپیوترهای مک مبتنی بر پردازنده‌های اینتل معرفی شدند که شامل یک آی‌مک و مک‌بوک پرو بود.

برای حفظ سازگاری نرم‌افزارهای مربوط به نسل‌های مختلف، اپل یک تکنولوژی شبیه‌سازی پیشرفته به نام روزتا توسعه داد که در MacOS X 10.4.4 تعبیه شد. این شبیه‌ساز می‌توانست برخی از کدهای مختص پردازنده‌های PowerPC را به سرعت برای معماری اینتل ترجمه کند.

کمی بعد، اپل امکاناتی را در اختیار توسعه‌دهندگان قرار داد تا بتوانند برنامه‌های خود را برای هر دو نسل کامپیوترهای اپل مبتنی بر پردازنده‌های اینتل و PowerPC آماده کنند؛ همین موضوع باعث شد که روند مهاجرت به سمت معماری اینتل به شدت روان‌تر شود. در نهایت شبیه‌ساز روزتا در نسخه MacOS X 10.7 حذف شد.

از سال ۲۰۰۶، اپل حداقل ۸۰ کامپیوتر مبتنی بر پردازنده‌های اینتل را روانه‌ی بازار کرده است. هنوز معلوم نیست که آخرین کامپیوتر اپل مبتنی بر چنین پردازنده‌ای چه زمانی عرضه می‌شود ولی بر اساس گزارش‌های منتشر شده، به‌زودی چنین اتفاقی می‌افتد.

ARM (۲۰۲۱?)

شایعات مربوط به مهاجرت کامپیوترهای اپل به سمت پردازنده های مبتنی بر معماری ARM از چند سال قبل آغاز شده ولی در ماه‌های اخیر، حجم این شایعات و گزارش‌ها چندین برابر شده است. اما چرا اپل می‌خواهد بار دیگر به سمت یک معماری جدید پردازنده‌ها حرکت کند؟

از سال ۲۰۱۰، اپل به‌طور پیوسته در حال کسب تجربه طراحی تراشه‌های مبتنی بر معماری ARM برای آیفون، آیپد و دیگر گجت‌های خود است. باید بگوییم که پیشرفت این شرکت در این حوزه شگفت‌انگیز محسوب می‌شود.

این شرکت موفق شده نسل به نسل سرعت و عملکرد تراشه‌ها را به‌طور قابل توجهی ارتقا بدهد و حالا برخی آیپدها حداقل از لحاظ عملکرد تک‌هسته‌ای، می‌توانند با مک‌بوک‌ها رقابت کنند. رسیدن عملکرد تراشه‌های ARM به نمونه‌های اینتل باعث شده که در نهایت این تراشه‌ها، به جایگزین مناسبی برای معماری اینتل بدل شوند.

اپل با بهره‌گیری از معماری ARM نه‌تنها می‌تواند مصرف انرژی پردازنده‌ها را کاهش دهد، بلکه باید به افزایش کنترل اپل هم اشاره کنیم. اگر اپل برای کامپیوترهای خود از پردازنده‌های اختصاصی استفاده کند، دقیقا همان ویژگی‌هایی که نیاز دارد را در این پردازنده‌ها قرار می‌دهد و امکانات بلااستفاده را کنار می‌گذارد.

همچنین تولید چیپ‌های اختصاصی به جای خرید از اینتل، به طور بالقوه برای اپل ارزان‌تر تمام می‌شود. این رویکرد باعث می‌شود که کامپیوترهای اپل درآمد بیشتری برای این شرکت به ارمغان بیاورند. همچنین شاید اپل تصمیم بگیرد تعدادی از کامپیوترهای خود را با قیمت ارزان‌تری روانه‌ی بازار کند.

توسعه‌دهندگان هم می‌توانند از این مهاجرت بهره‌مند شوند. پردازنده های ARM کامپیوتر های اپل احتمالا به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند که راحت‌تر از گذشته اپلیکیشن‌های آیفون و آیپد را برای پلتفرم مک آماده کنند.

تنها سؤالی که باقی می‌ماند این است که چه زمانی این اتفاق خواهد افتاد؟ از آنجایی که رویداد WWDC 2020 فردا در تاریخ ۲ تیر کار خود را آغاز می‌کند، طبق گزارش‌ها در این رویداد اپل از برنامه‌های خود برای این تصمیم رونمایی خواهد کرد.