32位漸行漸遠對Android和蘋果意味著什麼?
Arm宣布,從2023年起,其所有新智能手機CPU內核都將僅為64位,且沒有32位兼容模式。2013年,蘋果就在iPhone 5s中使用了64位A7處理器,我們開始擁有支持64位的智能手機處理器。不久之後,64位CPU同樣出現在安卓手機中,不過所有這些CPU既能運行32位代碼又能運行64位代碼。
因此,我們從僅支持32位,到同時支持32位和64位,再到現在我們將要拋棄32位,進入只有64位的時代。這對Android和蘋果而言,又意味著什麼呢?
從32位到64位的轉變
智能手機中,每個像素、通過互聯網發送的每一個數據、存儲在閃存中的每個文件、播放的每個聲音以及屏幕上的每一次觸摸都由數字表示和處理。依靠GPU等其他組件的幫助,大部分處理由CPU完成。
處理器以二進制形式存儲這些數字,為它們分配的空間以位為單位。位由0和1的二進製表示,8位可以表示零到255 之間的任何數字,16位的範圍從0到65,535,而32位可以存儲高達4,294,967,295(即4GB)的數字。
Arm在其指令集架構的第8版(稱為Armv8)中引入了64位支持,並且在Armv9中繼續支持64位。這兩者也可選擇性地向後兼容以前的32位Arm架構。這意味著原則上Cortex-A處理器可以運行32位代碼和64位代碼並在它們之間即時切換。用戶不會注意到32位和64位代碼之間的任何區別。事實上,三星的第一款Armv8 SoC就是Galaxy Note 4中使用的Exynos 5433 ,它有四個Cortex-A57內核和四個Cortex-A53內核,但僅用於32位模式。
多年來,事情變得更加微妙。Arm有一些基於Armv8的Cortex-A內核,其中某些只有32 位(例如Cortex-A32),另一些只有64位(例如Cortex-A34和Cortex-A65)。您可能沒有聽說過這些CPU設計,因為它們沒有用於任何智能手機處理器。
從Cortex-53 到Cortex-A75 的大多數Cortex-A處理器都支持32位和64位模式。Cortex-A76稍有改變,它支持32位模式,但僅適用於應用程序。這意味著您需要運行64位版本的Android,但您仍然可以運行32 位應用程序。如果您有Snapdragon 855(或更高版本)處理器。或者基於Kryo 4xx(或更高版本)的處理器(包括驍龍480、驍龍675、驍龍720、驍龍730、驍龍765、驍龍780G 等),那麼處理器已經放棄了對32 位操作系統的支持,而你沒有註意到。
隨著Cortex-X2和Cortex-A510對32位應用程序的支持的下降,你不得不運行64位操作系統和64位應用程序。Cortex-A710保持對32位應用程序的支持,這意味著任何無法脫離32位模式的應用程序都將被迫在A710核上運行。
到2023年,所有Cortex-A CPU都將只有64 位
Arm就64位的轉移發表了兩項聲明。首先,Arm談到2022年它所有的大內核都將是64 位的,然後幾個月後Arm又談到2023年它所有的內核都將是64位的。聽起來不錯,不過Cortex-A510(一個小內核)已經只有64位了,那麼為什麼是兩個不同的截止日期呢?筆者認為,我們將在2022年看到支持32 位的新的小內核,此後一切都將是64位。
值得注意的是,我們談論的是Cortex-A處理器,即智能手機、平板電腦、Chromebook 等中的CPU,而不是在談論Arm微控制器系列中的Cortex-M CPU。事實上,Armv8-M(M 代表微控制器)只有32位。
放棄32位對Android影響不大
好消息是64位的Android是一項成熟的技術,完全放棄32位支持不會有什麼很大的不同。
第一個完全兼容64位的Android版本是Android 5.0 (Lollipop)。它於2014年發布,增加了對64位Intel處理器以及64位Arm芯片的支持。自2019年8月起,所有Google Play應用都需要支持64位。為了幫助開發者支持64位,流行的遊戲引擎都添加了支持:Unreal(2015 年)、Cocos2d(2015 年)和Unity(2018 年)。從2021年8月1日起,Google Play將停止在支持64位的設備上提供沒有64位版本的應用,這意味著這些設備上的Play商店將不再提供這些應用。
Google提供了不同的工具和大量文檔,讓應用程序開發人員為切換到64位做好準備。對於許多應用程序,實際上幾乎沒有什麼可做的,因為那些用Java 或Kotlin 編寫的應用程序不需要更改。但是使用遊戲引擎或第三方SDK 開發的應用程序需要確保使用最新的64位版本。
由於搭載64位Android的設備現已上市多年,再加上Google努力確保Play商店中提供64位應用程序,因此最終只切換到64位將不會有太大的影響。
蘋果更早放棄32位
自iPhone 5S以來,蘋果一直在硬件和軟件方面支持64位。早在2015年2月,Apple就宣布所有iOS應用程序都必須支持64位。之後在2017年,Cupertino宣布32位應用程序將無法在iOS 11上運行。那時,蘋果就完全放棄了32位,從蘋果A11(在iPhone 8、iPhone X中能找到)開始,所有處理器都只有64位。
macOS也有類似的故事。自10.7 Lion (2011) 以來,蘋果的桌面操作系統一直是64位的。自2018年以來,所有提交到Mac App Store的新應用程序都需要支持64位,就像iOS一樣,macOS放棄了對32位應用程序的支持(隨著2019年macOS 10.15 Catalina的發布)。今天,macOS 11在Intel上是64位的,在Arm上也是64位,M1 處理器僅為64 位。
未來是64位的
從2023 年開始,所有Cortex-A處理器都將只支持64位。由於Android支持64位,並且正在轉向僅支持64位的應用程序且將轉換地很順利,因此您可能不太會注意到任何差異。如果您是蘋果用戶,那麼在iOS和macOS上切換到64位已經有一段時間了。我沒有聽說過渡過程中出現任何重大問題。
對於其他CPU架構和其他操作系統,如Windows和Linux,32位支持將持續更長的時間。既然Linux開源,那麼32位支持很可能會持續幾十年。對於x86-64處理器上的Windows,可能連一條清晰的道路都沒有。