随着推出M1 Pro与M1 Max，苹果依旧在无拘无束的封闭花园内，把最简单的事做到最完美的「暴力美学」，贯彻到两颗巨无霸系统芯片。

如果说一年前M1只有让人印象深刻的惊人单执行绪效率，今年M1 Pro与M1 Max则告诉世人，苹果如何「硬干」出M1的巨型横向扩张版，并靠看似用不完的大量存储器理论频宽，支撑超出两倍现行x86笔电处理器的多线程浮点运算效能。论能耗比，大概也没啥好比较的空间了。

苹果为何可在M1 Pro和M1 Max做到这些事，就不得不追溯苹果自研芯片研发团队的起源：P.A Semi与Intrinsity了。了解这两家公司的背景和专长，就不难预期苹果今日成就与未来想干的大事。毕竟苹果从来不公开技术细节，也从不参加处理器业界学术交流活动（如ISSCC和HotChips），要推敲苹果干了啥好事的线索，也就只剩下被并购的公司了。

简单结构的延展性：P.A. Semi

2008年4月，苹果以2.78亿美元收购某无晶圆厂芯片设计公司，听说不小心得到150名天才工程师。

公司名叫P.A. Semi，创立于2003年，位于美国加州Santa Clara，由曾在2003年获颁IEEE Solid State Circuits Award的芯片设计大师Daniel W. Dobberpuhl成立。

Daniel W. Dobberpuhl在1976年加盟DEC，参与过1980年代这家公司最成功的产品MicroVAX，也历经过对后世影响深远的DEC Alpha 21064与StrongARM。随着StrongARM从DEC移转给英特尔，Daniel W. Dobberpuhl创立SiBytes，专注MIPS指令集的高速网络处理器，2000年被博通并购。Daniel W. Dobberpuhl于2019年10月26日辞世，享年74岁。

今日苹果A系列与M系列处理器之所以有今天表现与地位，除了封闭性生态系统带来的先天「不对称」优势，P.A. Semi团队绝对厥功至伟。

▲ Daniel W. Dobberpuhl。

值得一提的是，同样待过DEC并参与Alpha 21164和21264的「处理器游侠」吉姆·凯勒（Jim Keller）于1999年入职SiBytes，接着在博通担任首席架构师，又在2004年转战P.A. Semi任职工程副总裁。他在Daniel W. Dobberpuhl领导下，累积低功耗RISC处理器的丰富经验，直到2008年P.A. Semi被苹果并购，也仍留在苹果服务了不短时日，参与了A4和A5研发。

▲ Jim Keller。（Source：视频截图）

P.A. Semi当时研发名为PWRficient的产品线，顾名思义，就是追求极致能耗比的处理器。总计分成三部分：兼容PowerPC指令集的PA6T核心、CONEXIUM芯片内连结架构、ENVOI I/O子系统。后来苹果自研处理器的诸多特色，或多或少都可在PWRficient摸索到踪迹，也可从遗产判断苹果自家芯片未来的可能方向。基本上，笔者只能说M1 Pro / Max问世，就是开花结果的时刻，即使相隔超过12年，实在有点漫长。

PA6T核心在时钟频率为2GHz时，最高功耗不超过7W，1.5GHz时更低至4W，双核心PA6T-1692M在2GHz时，整颗标准功耗仅13W，最高也不超过25W。相较同时期衍生自服务器应用的IBM PowerPC（如PowerPC 970家族），无论同频率效能（SPEC CPU 2000）和能耗比，均享有压倒性优势，P.A. Semi也不搞大型化多层快取内存「金字塔」。

省电归省电，PA6T仍是货真价实的多指令派发、非循序执行的高效能微架构，浮点运算性能尤其出色，约为同频率IBM PowerPC 970的「两倍」（别忘了PowerPC 970源自Power4）。因此当时不乏苹果将用P.A. Semi产品取代IBM和Motorola的传言。

不过乔布斯却在2005年选择了英特尔。假使苹果当年直接用P.A. Semi芯片打造MacBook Air，而不是「连根拔起」转进英特尔，那计算机工业界的历史，恐怕就会重新改写，最起码IBM的Power Everywhere看来不会变成幻梦一场。

但这并不代表苹果不重视P.A. Semi的价值（要不然也不会花钱并购了），P.A. Semi也并非如外界刻板印象，只想做低功耗的低端产品。反之，P.A. Semi PWRficient一开始就放眼各式各样应用，并具备强大的多核心延展性。据已知资料，PWRficient将有16核版。

服务器也是P.A. Semi锁定的目标。换言之，P.A. Semi的目标可归纳为一条公式：StrongARM的低功耗+Alpha等级的高效能+PowerPC指令集兼容性，都是当时最重要的指标。

不过苹果收购P.A. Semi后也非一帆风顺，虽然接收150名天才工程师，但Dan Dobberpuhl与数名重要的工程师，因对两家公司的整合方式与股票奖励制度不满，2009年底先后离开苹果，一起创立了Agnilux，不到一年就被Google买走。这次Daniel W. Dobberpuhl并没有跟着进入Google，而成为机器视觉厂商Movidius的董事会主席，而Movidius则在2016年成为英特尔的一部分。

最佳化的电路设计：Intrinsity

苹果吃掉P.A. Semi后，却迟迟看不到自家芯片，甚至独创核心微架构问世，他们该怎么办？

苹果2010年4月发布首款自研处理器A4（APL0398，iPhone 4的处理器），衍生自三星S5PC110A01，最主要的差别在于GPU换成苹果长期偏好的PowerVR SGX系列，但完全一模一样的ARM Cortex-A8核心却大有来头，因得到Intrinsity公司的技术加持，延续和三星合作「Hummingbird」的成果， 时钟频率从ARM公版的650MHz一举推进到1GHz大关。

成立于1999年、设立在美国德州奥斯汀的Intrinsity，强项在优化Wave Pipeline（无锁存流水线）电路设计，命名为FastMATH。当苹果认知到这家公司的重要性后，就马上出手收入囊中，但过程却极度低调，连确切时间和收购金额都无人知悉（据说是5千万美元，但也有其他版本）。唯一可确定的是，苹果目的非常明确，就是为了A4处理器。接着出自P.A. Semi团队的独特微架构Swift，就在2012年9月A6堂堂登场，开启Apple Silicon之路。

Intrinsity人数就没P.A. Semi那么多了：22名业界老兵。

Intrinsity的FastMATH最有名成功案例，是超低功耗的MIPS32指令集处理器，频率2GHz时只有4W，1GHz时更只有1.5W。苹果得到Intrinsity后，更让从P.A. Semi获得的深厚功力提升更高。如何将特殊电路设计技术有效用到台积电最新制程，也是Intrinsity厉害的地方。

Apple Silicon的下一步？

看到这里，想必各位一定会好奇，稳扎稳打、持续推陈出新的Ax与Mx之外，苹果下一步会踏入哪些新领域呢？坦白讲，目前看不出来。但我们有充分理由相信，在商言商，苹果不太可能重回品牌服务器与存储设备市场（很久以前的Xserve和Xserve RAID），就算要打造服务器等级处理器，也是关起门来自己用，顶多像Google和AWS出租云端CPU，这不太像近期会成真的可能性。

话说回来，Apple Silicon效能表现看起来再好再威，影响范围也只限苹果生态圈和用户，会不会真的让微软危机起来,还得好好观察。