على مدار الـ 36 عامًا الماضية، كان لدى Apple Macintosh ثلاث هياكل معمارية مختلفة لوحدة المعالجة المركزية، ومن المحتمل أن ينتقل إلى الهيكل الرابع. ومع انتشار الشائعات حول التحول إلى ARM، فلنلق نظرة موجزة على تاريخ هياكل وحدة المعالجة المركزية على أجهزة Mac.
موتورولا 68K (1984-1995)
في عام 1984، أصدرت شركة Apple أول جهاز كمبيوتر Macintosh (والذي كان يُسمى، كما هو متوقع، Apple Macintosh). وقد استخدم معالجًا بسرعة 8 ميجاهرتز. موتورولا 68000 وحدة المعالجة المركزية. أثناء التطوير، استخدم نموذج أولي مبكر لجهاز Mac وحدة معالجة مركزية 8/16 بت وحدة المعالجة المركزية موتورولا 6809ومع ذلك، بعد أن رأى المصمم أروتينات رسومية مذهلة تم إنشاؤها لجهاز Apple Lisa المستند إلى 68000تم استخدام معالج 68000 ذو 16/32 بت الأكثر تكلفة. استخدمت Apple Lisa معالج 68000 بسرعة 5 ميجا هرتز فقط، لكن النموذج الأولي الجديد لجهاز Mac كان قادرًا على العمل بسرعة 8 ميجا هرتز. وقد أسعد هذا ستيف جوبز، الذي أراد التفوق على فريق Lisa.
على مدى العقد التالي، بدأت نماذج جديدة من أجهزة كمبيوتر Macintosh في استخدام خلفاء 68000، بما في ذلك 32 بت النقية 68020, 68030، و 68040 الرقائق. وقد زادت سرعتها وتعقيدها بمرور الوقت.
بشكل عام، استخدم ما لا يقل عن 72 جهاز Mac مختلفًا وحدات معالجة مركزية بسعة 68 كيلو بايت. وكان آخر طراز Mac يستخدم هذه الوحدة هو باور بوك 190 في عام 1995.
باور بي سي (1994-2005)
في أواخر الثمانينيات، بدأت صناعة الحوسبة في التحول بعيدًا عن بنيات وحدة المعالجة المركزية القديمة في السبعينيات لصالح الاتجاهات الجديدة، مثل الحوسبة باستخدام مجموعة التعليمات المختصرة (RISC)وعدت تقنية التصميم هذه بوحدات معالجة مركزية أسرع. استكشفت شركة Apple العديد من خيارات وحدة المعالجة المركزية RISC المختلفة، لكنها في النهاية دخلت في شراكة مع IBM وMotorola لتصميم منصة وحدة معالجة مركزية مشتركة. أرادت الشركات الثلاث استخدام هذا لصد هيمنة Microsoft-Intel (المعروفة أيضًا باسم “وينتيل“).
كانت النتيجة هي بنية PowerPC. وقد تم استخدامها لأول مرة في سلسلة من محطات العمل من IBM، ثم في عام 1994 في باور ماكنتوش 6100. صممت شركة أبل محاكي 68 كيلو بايت كان هذا متضمنًا مع كل نسخة من نظام التشغيل Mac OS. وهذا يعني أن أجهزة Mac الجديدة هذه يمكنها تشغيل جميع برامج 68K القديمة تقريبًا بسلاسة (على الرغم من بعض العوائق المتعلقة بالسرعة)، مما يسمح بالانتقال السلس إلى PowerPC.
على مر السنين، أصدرت شركة Apple حوالي 87 طرازًا مختلفًا من أجهزة Mac التي تستخدم وحدات المعالجة المركزية PowerPC، بما في ذلك الرقائق الموجودة في 601, 603, جي3, جي4، و جي 5 زادت سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزية PowerPC بشكل كبير خلال هذه الحقبة، حيث تراوحت من 60 ميجا هرتز إلى 2.7 جيجا هرتز. كان طراز Apple PowerPC النهائي تكرارًا لـ باور ماك G5، صدر في نوفمبر 2005.
Intel x86 (2006-حتى الآن)
بحلول منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، شعرت شركة Apple بالعجز بسبب اعتمادها على وحدات المعالجة المركزية PowerPC. واجهت أجهزة Mac صعوبة في الحفاظ على تكافؤ السرعة مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تعتمد على Intel بسبب تأخيرات في إنتاج وتصميم شرائح PowerPC الجديدةبالإضافة إلى ذلك، بحلول الجيل الخامس، كانت شرائح PowerPC تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة، مما جعلها تتطلب تبريدًا مكثفًا للعمل، منع استخدامها في أجهزة الكمبيوتر المحمولة.
لذا، عندما أعلنت شركة أبل أنها ستفعل ذلك الانتقال إلى شرائح إنتل في WWDC 2005، النقاد كنا سعداء ولكن متفاجئينبعد سنوات من الدعاية التي روجت لتفوق معالجات PowerPC على معالجات Intel، بدا تحول Apple إلى معالجات Intel بمثابة طوق نجاة بالنسبة إلى Macintosh. فقد زاد أداء وحدة المعالجة المركزية لأجهزة Mac بمقدار أربعة أضعاف تقريبًا بين عشية وضحاها. وتم الإعلان عن أول طرازات Mac التي تعمل بمعالجات Intel في أوائل عام 2006: جهاز iMac وجهاز MacBook Pro.
للحفاظ على توافق البرامج بين الأجيال، أضافت شركة Apple تقنية محاكاة متقدمة تسمى روزيتا بدءًا من نظام التشغيل Mac OS X 10.4.4. يمكنه ترجمة بعض أكواد PowerPC إلى Intel بشكل ديناميكي أثناء التنقل.
وبعد فترة وجيزة، بدأ المطورون في توزيع برامجهم كـ الثنائيات العالمية، والتي يمكن تشغيلها على أجهزة Mac التي تعمل بمعالج PowerPC أو Intel، مما سهّل إلى حد كبير الانتقال إلى x86. وفي النهاية، تمت إزالة Rosetta من نظام التشغيل Mac OS X بدءًا من نظام التشغيل Mac OS X 10.7 Lion.
اعتمادًا على كيفية حسابها، منذ عام 2006، أصدرت شركة Apple ما لا يقل عن 80 طرازًا (ربما يصل عددها إلى 100) من أجهزة Mac المزودة بمعالجات Intel. لم يتم تحديد الطراز النهائي لأجهزة Mac المزودة بمعالجات Intel بعد، ولكن إذا كنت تصدق بعض الخبراء، قد يصل في وقت لاحق من هذا العام.
أرم (2021؟)
في الوقت الحاضر، تبيع أجهزة Mac التي تعمل بمعالجات Intel من إنتاج Apple بشكل جيد ومن المرجح أن يكون لديها خطة عمل قوية لوحدة المعالجة المركزية في المستقبل. ومع ذلك، هناك شائعات تفيد بأن Apple ستطلق قريبًا تحويل أجهزة Mac الخاصة بها إلى وحدات معالجة مركزية تعتمد على ARM إن هذا من شأنه أن يمثل التحول الثالث في بنية النظام في سلسلة Mac — ولكن لماذا؟
منذ عام 2010، اكتسبت شركة Apple خبرة ثابتة تصميم حزم النظام على الشريحة (SOC) المستندة إلى وحدة المعالجة المركزية ARM الخاصة بها لأجهزة iPhone وiPad وأجهزة Apple TV. لقد كان تقدم الشركة مذهلاً. فقد تحسنت تصميماتها بشكل كبير من حيث السرعة والأداء لكل واط، مع بعض التحسينات في الأداء. أجهزة iPad تنافس الآن أجهزة MacBooks في أداء النواة الواحدة. إن مطابقة أداء Intel مع شرائح ARM يجعلها أخيرًا بديلاً ممكنًا لهندسة وحدة المعالجة المركزية في أجهزة Mac.
مع أداء ARM الأكثر تنافسية، ستستفيد Apple من التحول في الهندسة المعمارية، بما في ذلك الكفاءة والتحكم. لقد قامت الشركة بالفعل بتضمين العديد من الميزات في أنظمة SOC الخاصة بها – مثل معالجة الصور بشكل أسرع والتعرف على الوجوه بالذكاء الاصطناعي – والتي تعمل على تسريع أهداف التصميم الخاصة بـ Apple. إذا استخدمت Apple شرائحها الخاصة لأجهزة Mac، فستحصل على ما تحتاجه بالضبط ولا شيء إضافي.
كما أن من الممكن أن يكون من الأرخص بالنسبة لشركة أبل أن تنتج الرقائق داخل الشركة، بدلاً من شرائها من إنتل. وهذا من شأنه أن يجعل منتجات أبل أكثر ربحية مما هي عليه بالفعل، وهو أمر جيد بالنسبة لنتائجها النهائية. وقد تعني هذه التوفيرات في التكاليف أيضاً أن بعض أجهزة ماك الأرخص في الأفق إذا اختارت أبل التحرك في هذا الاتجاه.
ومن المتوقع أن يستفيد المطورون أيضًا. حيث ستسمح أنظمة SOC المستندة إلى ARM في أجهزة Mac لمصنعي التطبيقات بنقل برامج iPhone وiPad الخاصة بهم بسهولة أكبر إلى منصة Mac. كما يمكنهم أيضًا الحفاظ على تكافؤ الميزات في البرامج لجميع المنصات الثلاثة بسهولة أكبر.
السؤال الوحيد المتبقي هو متى سيحدث هذا؟ مؤتمر المطورين العالمي 2020 إن ظهور نظام التشغيل Macintosh على الأبواب، لذا سيتعين علينا الانتظار لنرى ما سيحدث. وبغض النظر عما سيحدث، فمن المرجح أن يستمر نظام Macintosh في الازدهار كمنصة في المستقبل البعيد ـ حتى لو اضطرت Apple إلى إجراء المزيد من التغييرات على بنيتها الأساسية على طول الطريق.