来週開催されるAppleの2020年世界開発者会議（WWDC）では、Intelのx86チップからApple独自設計の新プロセッサへの移行について詳細が発表される見込みです。これが今後10年間のコンピューティングにどのような劇的な影響を与える可能性があるのか、以下に考察します。
インテルの何が問題なのですか?
2005年にスティーブ・ジョブズが発表した内容によると、Apple は Mac に Intel のプロセッサを採用しました。この発表では、新しい iMac とノートブックは 2006 年初頭から Intel の新しくリリースされた x86 Core プロセッサを搭載して出荷される予定であると概説されていました。WWDC05 は、新しい Intel Mac の購入者が引き続き Mac ソフトウェアを使用できるように、開発者が切り替えの準備を整えるのに役立ちました。
Intelへの移行は、AppleとそのMacユーザーに様々な形で利益をもたらしました。新しいIntel Macは、x86チップのスケールメリットを活用し、Appleの既存のPowerPCチッププロバイダーが提供できなかった、手頃な価格で定期的に処理能力を向上させることができました。
これはまた、新しいx86 MacがMicrosoft Windowsとそれ向けに設計されたソフトウェアとハードウェア的に互換性があることを意味しました。Windowsを起動するだけでなく、Intel MacではMacデスクトップ上でWindowsアプリをネイティブにホストしたり、Windowsセッション全体を仮想化したりすることもできました。
さらに、x86 PC 用に作成されたビデオ ゲームは、Mac アプリとして実行できるように簡単に移植できます。
AppleはWWDC05でMacにIntelのチップをサポートすると発表した
では、過去15年間で何が変わり、Appleは今になってIntelのx86チップから移行することに関心を持つようになったのだろうか？重要な要因はいくつかある。一つは、消費者の支出と技術投資の主流がPCからモバイルデバイスへと移行するにつれ、Microsoft WindowsとそのWindowsソフトウェアの重要性が劇的に薄れてきたことだ。
Windowsとx86の互換性は一部のユーザーにとって依然として重要ですが、大多数のユーザーにとって、どちらも今日ほど重要ではなくなったわけではありません。さらに、x86ソフトウェアを使用する必要があるユーザーの多くは、利用可能な様々なPCの選択肢の中で、Macを検討する可能性が最も低いと言えます。
逆に言えば、ほとんどの Mac ユーザーは x86 または Windows コードをホストする必要はありません。
AppleInsiderが過去10年間にわたって収集した過去のサービスデータ記録によると、2010年にはMacユーザーの約15%がBoot Campをインストールしていたが、現在ではWindowsとのデュアルブートが設定されているマシンはわずか約2%に過ぎない。
Intel Macに大きな変化をもたらすと期待されていた分野の一つはビデオゲームでした。しかし、PCゲームは依然としてWindows PCにしっかりと根付いており、移植されたWindowsタイトルの流入によってMacが大きく変化したわけではありません。
その一方で、Appleはこれまでに存在しなかったものも生み出しました。Windowsよりも大規模で、x86とは無関係な独自のモバイルプラットフォームです。過去10年間、AppleはIntelのx86関連プラットフォームだけに投資するのではなく、独自のツールとインフラストラクチャへの投資を増やしてきました。
これには、Apple のカスタム ARM シリコンだけでなく、LLVM ソフトウェア コンパイラ、Swift 言語、Xcode 開発ツール、App Store プラットフォーム、Apple Arcade などの新サービス、そして iOS とその類似製品を富裕層の顧客が使用する高級スマートフォン、企業ユーザーが採用するタブレット、Apple Watch や AirPods などのウェアラブルを含む新しいコンピューティング分野の主要プラットフォームとして確立したすべての関連作業が含まれます。
インテル、アップルから初めて拒否される
Apple が前回、Mac コンピューターに Intel チップを使用するという選択肢に直面したとき、こうしたことは何も存在していませんでした。
1990 年代初頭、Apple は社内で、Star Trek プロジェクトの一環として、Mac を初期の Motorola 68K プロセッサから Intel x86 チップに移行するというアイデアを検討していましたが、Mac の既存のサードパーティ製 68k ソフトウェア ライブラリを Intel x86 チップに移行するのは困難すぎるため、移行によるメリットはほとんどないと判断しました。
その代わりに、AppleはIBMおよびMotorolaとの新たな提携を結び、IBMのPOWERアーキテクチャをベースとしたデスクトップPC向けの全く新しいチッププラットフォームを開発しました。その結果生まれたPowerPCは、1980年代にIntelが築き上げたx86の長年のレガシーから解放された、斬新で斬新な設計でした。
新しい PowerPC チップは当初、Apple の PowerMac が Intel ベースの Windows PC と競争力を保つのに役立ち、一方で Apple ははるかに高速な新しい PowerPC チップ上での古いソフトウェアのエミュレーションをサポートしました。
しかし、PowerPCはまだ新しい技術だったため、プロジェクトの初期のパートナーの多くは、AppleのようにPowerPCを全面的に採用することができませんでした。2000年代初頭には、PowerPCユーザーとしてPCを大量生産していたのはAppleだけでした。
しかし、AppleはPowerPC開発の方向性を所有しておらず、またその方向性もコントロールしていませんでした。IBMとモトローラ傘下のフリースケールは、AppleのMacのニーズに応えることよりも、自動車やビデオゲーム機向けの組み込みPowerPCチップの設計・製造に注力していました。
1993年頃にAppleがIntelに「ノー」を突きつけた状況は大きく変化し、2005年にはMacプラットフォームをIntelのx86に移行することに「イエス」と言う準備が整った。しかし、この決定を公に祝福する一方で、Appleは社内ではIntelを介さない別の計画も進めていた。
インテルからの拒否、そしてアップルからの拒否
最初はiPhoneで、Appleは当初、Intel製のXScaleチップを搭載しようと考えていました。当時Intelの最高経営責任者だったポール・オッテリーニは、Appleの携帯電話プロジェクトがIntelの投資を正当化するほど成功しないのではないかと懸念し、当初はAppleの提案を拒否しました。
しかし、それは大きな間違いだった。わずか数年で、AppleのiPhoneでの成功は明白となり、Intel自身も将来のモバイル製品、特に発売予定のタブレットでAppleと協力することを切望していた。Intelは、Appleが発売予定のx86 Silverthorneモバイルチップ（後にAtomと改名）を採用すると予想していたのだ。
しかし、このときAppleはIntelに「ノー」を言い、代わりに、今後発売されるiPadとiPhone 4の両方に搭載できる新しいカスタマイズされたARM「システム・オン・チップ」を構築するプロジェクトの開発を開始した。このプロジェクトは2010年にA4として実現された。
アップルA4
アップル、インテルのx86に再び反対
Appleの「ノー」の回答には、既にIntel x86チップを搭載している別の製品、Apple TVへのA4チップ搭載も含まれていました。Apple TVの初期バージョンは、実質的には縮小版のx86 Macでしたが、2010年にはAppleのARM SoCを搭載したiOSベースのデバイスへと進化しました。
Macとは異なり、Apple TVはx86チップの使用によるメリットを全く得られませんでした。Windowsソフトウェアを実行する手段がなく、Intelの優れたパフォーマンスも必要としませんでした。逆に、AppleのA4チップへの切り替えにより、AppleはTVデバイスをはるかに低価格で販売することができ、価格は229ドルから99ドルへと下がりました。
インテルからの移行が価格下落の唯一の理由ではないが、Appleのシリコンは、より幅広い顧客層にアピールできる、より安価な製品を提供するのに役立った。
その後10年間、AppleはMacに搭載されていたIntelチップとは並行して、しかし独立して、独自のAシリーズチップ開発に積極的に投資しました。Appleのモバイルチップへの競争力の高い投資は非常に効果的で、Intelはモバイルチップ分野で少数派に追いやられました。Atomは10年も経たないうちに開発中止となりました。
WinTelからARM上のAndroidとiOSへ
Appleがカスタムチップへの継続的な投資を続けたことで、Intelがモバイル分野で実質的な市場支配力を確立するのを阻止できただけでなく、Appleのソフトウェアプラットフォームが不可欠な存在として確立されることにも貢献しました。多くのテクノロジーメディアは、AndroidがMicrosoftのようなコンシューマー向けテクノロジー業界を支配する「新しいWindows」になると予測していましたが、実際にはAppleはモバイルデバイスにおけるIntelとWindowsの両方の役割を果たしたのです。
Android は、新しい Windows になるどころか、Windows の海賊版のような役割を担うことになった。つまり、皮肉なことに、Microsoft 自身のモバイルへの参入の取り組みも含め、他の真の競争相手が勢いづくのを事実上阻止する、競争上のプレースホルダーの役割を担うことになったのだ。
Google は、さまざまな汎用ハードウェア メーカーに幅広くライセンス供与されたプラットフォームを維持するという困難でイライラする作業のすべてを、ほとんど無償で行っていた一方で、Apple は iOS で得られる利益のほとんどすべてを稼いでいた。
AndroidとiOSはどちらもARMに投資していましたが、独自に最適化されたチップのカスタム開発に投資していたのはAppleだけでした。Appleが過去10年間に開発したモバイルプラットフォームは、ハードウェア売上高数千億ドル、App Storeとサブスクリプション収入で数十億ドルを生み出し、GoogleのAndroidをはるかに上回っています。
実際、それらは非常に価値があるため、Google は iOS 上で検索や広告を提供するために、ユーザーベースにアクセスするために Apple に数十億ドルを追加で支払っています。
Appleのモバイルプラットフォームの規模と重要性はあまりにも大きく、今やPC事業そのものを大きく凌駕しています。Appleはモバイルプラットフォームから、Macよりもはるかに多くの収益を上げています。Appleのモバイルプラットフォームは、WinTelプラットフォームよりもMacへの貢献度が高くなっています。
これは、AppleがProject Catalystを活用して既存のiPadソフトウェアをMacに移行するという最近の戦略からも明らかです。最新のiPadコードをMacに移行することは、Intel Macで従来のx86 Windowsソフトウェアをサポートするよりもはるかに大きな可能性を秘めています。
WWDC19で、AppleはiPadソフトウェアをMacに移植するProject Catalystを発表した。
Appleが低消費電力のモバイルデバイス向けに開発されているにもかかわらず、Intelのx86ノートPC用チップに匹敵する性能を持つARM SoCを開発していることも注目に値します。AppleはMac向けに最適化された新しいカスタムチップを開発する能力を有しており、デバイス内で複数のチップを使用する可能性もあります。
これにより、従来の x86 コードを新しい Mac に移行することが難しくなるとしても、iPad および iOS 開発者が既存のコードを Mac に移行することがはるかに容易になります。
既存のプラットフォームを新しいプロセッサアーキテクチャに移行する際の最大の課題の一つは、既存のソフトウェアライブラリをどのように移行するかです。今回もまた、Appleはこれまでにない新たなソリューションを提供しています。
App Storeでソフトウェアを販売する開発者は、様々なプラットフォーム向けにコンパイル可能なコードをアップロードし、適切な形式で自動的に購入者に配信することができます。これによりすべての問題が解決されるわけではありませんが、新しいハードウェアへの移行がこれまで以上に容易になります。
Apple自身も、A7のリリース後に新しい64ビットiOSプラットフォームを展開する際にこのメカニズムを活用しました。Macにおいても、同様の新しいハードウェアアーキテクチャへの移行が、Mac App StoreとARM Macの普及を相乗的に促進する可能性があります。
ARMを超えて
しかし、Appleのモバイルチップにおける成功はARMコアだけによるものではありません。GoogleとMicrosoftもARMベースのスマートフォン、タブレット、さらには従来型のノートパソコンのようなデバイスの開発に取り組んできましたが、Appleと同様の成功には至っていません。
サムスンやファーウェイを含む Android の汎用ハードウェア メーカーもすべて ARM チップを使用していますが、iPhone や iPad が Apple にもたらした商業的成功には遠く及びません。
Appleは過去10年間、ARMベースのデバイスを幅広く、かつ大量に出荷し続けており、その驚異的な規模は他社との競争を非常に困難にしています。しかし、Appleがカスタムチップで成功を収めているのは、Intelからチップを購入するのではなく、ARMに投資したからだけではありません。
Appleのカスタムシリコンの大きな要素は、垂直統合を可能にすることです。これには、OSのニーズに合わせてカスタム構築できるシリコンの最適化や、差別化機能を実現する独自の機能の提供が含まれます。ARMの存在はこれを促進しますが、Appleのカスタムシリコンへの取り組みの価値は、ARM互換のCPUコアの使用だけにとどまりません。
Appleの「カスタムARMチップ」の大部分はARMではなくカスタムである
実際、Appleが採用しているARMコアは、カスタムSoCの占有面積のごく一部を占めています。大部分はARMではないGPUコアに充てられています。Appleは当初、Imagination TechnologiesからGPUコアの設計ライセンスを取得していましたが、その後、独自のカスタムGPUコアを開発するようになりました。
Apple は独自のオーディオ処理、暗号化、ビデオ コーデック、ストレージ コントローラ、人工知能、およびその他のユニークなロジック コアも開発しており、これらはすべて垂直統合され、同じコンポーネントで大量生産されているため、規模の経済による莫大な節約を実現しています。
Appleは、自社開発のカスタムシリコンを定期的に再利用・改良しており、過去の実績を活用できるようなライブラリを持たない競合他社よりも低コストで他市場に参入しています。例えば、AppleはiPhoneやiPad向けに開発されたコアをウェアラブルデバイスやHomePodなどのデバイスに使用しています。Apple TVも、以前の世代のAチップを定期的に使用しています。
Apple はすでに、主要な ARM CPU コアを除いた A シリーズ チップのロジックの多くを、最近の Mac で補助的なタスクを実行するために使用しています。
AppleはMacに搭載されているカスタムチップの最新バージョンをT2と呼んでおり、Touch ID、ハードウェアアクセラレーションによる暗号化とメディアコーデック、Touch BarとHey Siriのサポートなど、様々な機能をサポートしています。これらの機能の一部はARMコアやマイクロコントローラーを搭載していますが、その他の機能は異なるコアテクノロジーを採用しています。
しかし、ここでの価値は「ARM」の使用だけではありません。Appleが独自のチップ設計を設計・活用することで実現できる、高度な統合と最適化にあります。こうした投資は非常に高額ですが、競合が困難な、確固たる差別化機能を実現できます。
AppleのT2は、既存のIntel MacにメインのARM CPUを搭載せずにカスタムシリコンを提供する。
Googleは、Pixelスマートフォンの写真撮影機能を強化するために独自のVisual Coreシリコンを開発することで、このことを実証しました。これは非常に高額な取り組みでしたが、ハードウェアの売上に大きく貢献しなかったため、大きな成果は得られませんでした。
実際、Pixelシリーズの中で最も成功したのは、同社製カスタムイメージングコアを一切使用していない最廉価版Pixel 3aです。カスタムシリコンを一切使用していないことで、この手頃な価格を実現しているのです。Appleはカスタムシリコンを簡単に見せかけていますが、実際はそうではありません。
マイクロソフトも、Surface ノートブックが Qualcomm 製の「カスタム ARM プロセッサ」を使用していると発表して話題を呼んだが、これは主にマーケティング上の作り話で、わずかに高いクロック速度で動作すること以外、使用されているチップについて特に注目すべき点はなかった。
カスタムシリコンについて議論したり試したりすることと、Appleがこれまでに実現してきた成果との間には大きな隔たりがあり、Appleが今後何を達成できるかについて、ある程度の見通しを与えてくれる。これには、既存のモバイルデバイス、新興のウェアラブル製品群、先進的なカスタムシリコンを搭載した新型Mac、そしてヘルスケアからホームインテグレーション、その他有望なカテゴリーに至るまで、全く新しい役割を果たす未発表デバイスが含まれる。
注目すべき例の 1 つは、噂されている Apple Glasses です。これは、非常にコンパクトなパッケージで、イメージング、モーション、グラフィックス、セキュリティ、ネイティブ インテリジェンス、電源管理、ワイヤレス接続を処理するために、高度なシリコン処理を必要とします。
ARM はそのパッケージの要素を開発中ですが、Apple はすでに既存のカスタム シリコンでそれらの機能すべてに取り組んでおり、その作業にかかる莫大なコストを、独自のモバイル デバイス販売量で賄っています。
