Архитектура Apple–Intel

Неофициальное название, используемое для моделей Macintosh, использующих процессоры Intel x86.

Архитектура Apple–Intel , или Mactel , — неофициальное название персональных компьютеров Macintosh , разработанных и произведенных Apple Inc. , в которых используются процессоры Intel x86 , ^{[ не подтверждено в тексте ]} вместо процессоров серий PowerPC и Motorola 68000 («68k»), используемых в их предшественниках, или кремниевых систем на кристалле Apple на базе ARM, используемых в их преемниках. ^[1] Поскольку Apple изменила архитектуру своих продуктов, они изменили прошивку с Open Firmware , используемой на компьютерах Mac на базе PowerPC, на разработанный Intel Extensible Firmware Interface (EFI). ^{[ не подтверждено в тексте ]} С изменением архитектуры процессора на x86 компьютеры Mac получили возможность загружаться в собственные операционные системы x86 (например, Microsoft Windows ), в то время как Intel VT-x принесла почти собственную виртуализацию с macOS в качестве основной ОС.

Технологии

Фон

Apple использует подмножество стандартной архитектуры ПК , которая обеспечивает поддержку Mac OS X и других операционных систем. Аппаратные и встроенные компоненты, которые должны поддерживаться для запуска операционной системы на оборудовании Apple-Intel, включают Extensible Firmware Interface . ^[2]

Таблица разделов EFI и GUID

С изменением архитектуры возникла необходимость в изменении прошивки . ^[3] Extensible Firmware Interface (EFI) — это основанная на прошивке замена BIOS для ПК от Intel. Разработанный Intel, он был выбран Apple для замены Open Firmware , используемой на архитектурах PowerPC . Поскольку многие операционные системы, такие как Windows XP и многие версии Windows Vista, несовместимы с EFI, Apple выпустила обновление прошивки с модулем поддержки совместимости , который обеспечивает подмножество традиционной поддержки BIOS с ее продуктом Boot Camp .

Таблица разделов GUID (GPT) — это стандарт для макета таблицы разделов на физическом жестком диске. Это часть стандарта Extensible Firmware Interface (EFI), предложенного Intel в качестве замены более раннему BIOS ПК. GPT заменяет Master Boot Record (MBR), используемую с BIOS.

Загрузка

Для операционных систем Mac

Intel Mac может загружаться двумя способами: напрямую через EFI или в режиме совместимости с "устаревшим" BIOS. Для мультизагрузки удержание "Option" дает выбор загрузочных устройств, в то время как загрузчик rEFInd обычно используется для дополнительной настройки.

Устаревшие Live USB нельзя использовать на компьютерах Mac на базе Intel; прошивка EFI может распознавать и загружаться с USB-накопителей, но она может делать это только в режиме EFI — когда прошивка переключается в режим BIOS, она больше не распознает USB-накопители из-за отсутствия USB-драйвера режима BIOS. Многие операционные системы, такие как более ранние версии Windows и Linux, ^{[Примечание 1]} могли загружаться только в режиме BIOS или загружались легче или работали лучше при загрузке в режиме BIOS, и поэтому загрузка USB на компьютерах Mac на базе Intel какое-то время была в значительной степени ограничена Mac OS X , которую можно легко загрузить через EFI.

Для операционных систем, отличных от Mac

Mac Mini с процессором Intel Core

Загрузка операционных систем, отличных от Mac, возможна путем удержания клавиши Option во время загрузки, чтобы выбрать операционную систему, отличную от macOS, которую пользователь хотел бы загрузить. ^{[4] [5]}

5 апреля 2006 года Apple предоставила для загрузки публичную бета- версию Boot Camp — набора технологий, позволяющих пользователям компьютеров Mac на базе Intel загружать Windows XP Service Pack 2. ^[6] Первая не-бета-версия Boot Camp включена в Mac OS X v10.5 , «Leopard». ^[7]

Отличия от стандартных ПК

Компьютеры Mac на базе Intel используют очень похожее оборудование, как и ПК других производителей, которые поставляются с операционными системами Microsoft Windows или Linux . В частности, процессоры , чипсеты и графические процессоры полностью совместимы. Однако компьютеры Apple также включают в себя некоторые специальные аппаратные и дизайнерские решения, которых нет в конкурирующих системах:

• System Management Controller — это специальный чип Apple, который управляет различными функциями компьютера, связанными с управлением питанием , включая управление кнопкой питания, управление аккумулятором и температурными датчиками и т. д. ^[8] Он также играет роль в схеме защиты, развернутой для ограничения загрузки macOS на оборудовании Apple (см. Управление цифровыми правами ниже). Mac на базе Intel не реализует TPM .
• Устройства ввода для ноутбуков. Ранние компьютеры MacBook и MacBook Pro использовали внутренний вариант USB в качестве соединения клавиатуры и трекпада . ^[9] Начиная с версии MacBook Air 2013 года , Apple начала использовать вместо этого специальный контроллер последовательного периферийного интерфейса . ^[10] MacBook Pro 2016 года дополнительно использует специальное внутреннее устройство USB, получившее название «iBridge», в качестве интерфейса для компонентов Touch Bar и Touch ID , а также для камеры FaceTime . ^[11] В ноутбуках для ПК обычно используется внутренний вариант устаревшего соединения клавиатуры PS/2 . PS/2 также был стандартом для устройств указания ноутбуков для ПК, хотя также могут использоваться различные другие интерфейсы, включая USB, ^[12] SMBus и I2C , ^{[13] .}
• Дополнительное пользовательское оборудование может включать чип GMUX , который управляет переключением графического процессора ^[14], несовместимые реализации твердотельного хранилища ^[15] и нестандартные конфигурации подсистемы HD Audio . ^[16]
• Раскладка клавиатуры имеет существенные различия между клавиатурами Apple и IBM PC . Хотя клавиатуры ПК можно использовать в macOS , а клавиатуры Mac в Microsoft Windows , существуют некоторые функциональные различия. Например, клавиши Alt(ПК) и (Mac) функционируют одинаково; то же самое верно для (ПК) и (Mac) — однако физическое расположение этих клавиш поменяно местами. Существуют также клавиши, эксклюзивные для каждой платформы (например, ), некоторые из которых могут потребовать переназначения программного обеспечения для достижения желаемой функции. ^[17] Компактные и ноутбуковые клавиатуры от Apple также не имеют некоторых клавиш, считающихся необходимыми на ПК, таких как клавиша «вперед» , хотя некоторые из них доступны через клавишу. ^[18]⌥ Option⊞ Win⌘ CommandPrt ScDeleteFn
• Процесс загрузки. Все компьютеры Mac на базе Intel использовали некоторую версию EFI в качестве загрузочной прошивки. На момент дебюта платформы в 2006 году она резко контрастировала с ПК, которые почти повсеместно использовали устаревшую версию BIOS , а реализация EFI от Apple изначально не реализовала модуль поддержки совместимости , который позволил бы загружать современные стандартные операционные системы для ПК. Apple обновила прошивку с поддержкой CSM с выпуском Boot Camp в апреле 2006 года ^[19] , а с момента выпуска Windows 8 в 2012 году Microsoft потребовала от своих OEM- партнеров использовать процесс загрузки UEFI на ПК ^[20] , что уменьшило различия. Однако версия EFI от Apple также включает некоторые пользовательские расширения, которые используются во время обычного процесса загрузки macOS, в том числе следующие:
  • Драйверы для файловых систем HFS Plus и APFS с поддержкой поиска загрузчика на основе свойств «благословенного каталога» и «благословенного файла» томов HFS+ и APFS. ^[21] Таким образом, системный раздел EFI не используется и не требуется для обычного процесса загрузки macOS. ^[19]
  • Элементарный предзагрузочный GUI-фреймворк, включающий поддержку рисования изображений, курсора мыши и событий. Он используется FileVault 2 для отображения экрана входа в систему перед загрузкой операционной системы. ^[22]
  • Другие нестандартные службы EFI для управления различными функциями прошивки, такими как NVRAM компьютера и аргументы загрузки. ^[23]

Некоторые из этих различий могут стать препятствиями как для запуска macOS на оборудовании сторонних производителей , так и для загрузки альтернативных операционных систем на компьютерах Mac — Apple предоставляет драйверы только для своего собственного оборудования для macOS и Microsoft Windows (как часть Boot Camp ); драйверы для других операционных систем, таких как Linux, должны быть написаны третьими лицами, обычно энтузиастами свободного программного обеспечения .

Управление цифровыми правами

Управление цифровыми правами в архитектуре Apple–Intel осуществляется с помощью «Dont Steal Mac OS X.kext», иногда называемого DSMOS или DSMOSX, файла, присутствующего в версиях операционной системы Mac OS X с поддержкой Intel . ^{[ требуется ссылка ]} Его наличие обеспечивает определенную форму управления цифровыми правами, предотвращая установку Mac OS X на стандартные ПК. ^{[ требуется ссылка ]} Название kext является ссылкой на условия лицензии Mac OS X, которые разрешают установку только на оборудование Apple. По словам Apple, все остальное является кражей Mac OS X. Kext находится в /System/Library/Extensions на томе, содержащем операционную систему. ^[24] Расширение содержит функцию ядра под названием page_transform() , которая выполняет расшифровку AES «защищенных Apple» программ. Система, не имеющая надлежащего ключа, не сможет запустить запрещенные Apple двоичные файлы, в том числе Dock , Finder , loginwindow , SystemUIServer , mds , ATSServer , backupd , fontd , translate или translate . ^[25] Если проверка не пройдена, отображается короткое стихотворение следующего содержания: «Ваша проверка кармы на сегодня: однажды был пользователь, который ныл, что его текущая ОС была настолько слепа, что он лучше бы скачал пиратскую ОС, которая работала отлично, но обнаружил, что его оборудование отказало. Пожалуйста, не крадите Mac OS! Это действительно не круто. (C) Apple Computer, Inc.»

После первоначального объявления о первых конфигурациях оборудования Mac на базе Intel, сообщающих о Trusted Platform Module среди системных компонентов, считалось, что TPM отвечает за обработку защиты DRM. Позже было доказано, что это не так. Ключи на самом деле содержатся в System Management Controller , компоненте, эксклюзивном для компьютеров Apple, и могут быть легко извлечены из него. ^[26] Эти два 32-байтовых ключа образуют понятную человеку строку ASCII, защищенную авторским правом Apple, ^[27] устанавливая еще одну возможную линию правовой защиты от потенциальных производителей клонов.

Виртуализация

Процессоры, установленные в компьютерах Intel Mac, поддерживают технологию Intel VT-x , которая обеспечивает высокопроизводительную (практически нативную) виртуализацию , дающую пользователю возможность запускать и переключаться между двумя или более операционными системами одновременно, вместо необходимости выполнять двойную загрузку и запускать только одну операционную систему одновременно.

Первым программным обеспечением для виртуализации для Intel Mac был Parallels Desktop для Mac , выпущенный в июне 2006 года. ^[28] Продукты виртуализации Parallels позволяют пользователям использовать установки Windows XP и более поздних версий в виртуализированном режиме при работе macOS. VirtualBox — это еще одно программное обеспечение для виртуализации, изначально разработанное Innotek (теперь Oracle Corporation ), которое выпустило первую публичную бета-версию для Mac OS X в апреле 2007 года. ^[29] Он поддерживает VT-x и может запускать несколько других гостевых операционных систем, включая Windows XP и более поздние версии. Он доступен бесплатно либо по собственной лицензии, либо по лицензии GPL . ^[30]

VMware также предлагает конкурирующий с Parallels продукт виртуализации Mac под названием Fusion , выпущенный в августе 2007 года. ^[31] Продукт виртуализации VMware также позволяет пользователям использовать установки Windows XP и более поздних версий под управлением macOS.

Независимо от используемого продукта существуют неотъемлемые ограничения и потери производительности при использовании виртуализированной гостевой ОС по сравнению с собственной macOS или при загрузке альтернативного решения ОС, предлагаемого через Boot Camp.

Смотрите также

• Переход Mac на процессоры Intel

Примечания

1. Linux и X.org используют режим BIOS для инициализации видеооборудования, и поэтому при загрузке EFI Linux и X не имеют аппаратного ускорения видео. ^{[ необходима цитата ]}

Ссылки

1. "Архитектуры ЦП". docs.elementscompiler.com . macOS. Архивировано из оригинала 2024-03-26 . Получено 2024-10-08 .
2. "Безопасность прошивки UEFI в Mac на базе Intel". Поддержка Apple . 2021-02-18. Обзор. Архивировано из оригинала 2024-06-16 . Получено 2024-10-08 .
3. "Apple начнет использовать микропроцессоры Intel с 2006 года". Apple Newsroom . 2005-06-06. Архивировано из оригинала 2024-09-19 . Получено 2024-10-08 .
4. "Комбинации клавиш запуска Mac". Поддержка Apple . 2024-05-23 . Получено 2024-08-04 .
5. "Измените загрузочный диск Mac". Поддержка Apple . Архивировано из оригинала 2024-08-04 . Получено 2024-08-04 .
6. "Apple заставляет Mac работать под управлением Windows XP". BBC News . 2006-04-05. Архивировано из оригинала 2024-04-06 . Получено 2024-10-08 .
7. Моссберг, Уолтер С. (2006-04-06). «Boot Camp превращает ваш Mac в надежный ПК с Windows». ptech.wsj.com . Архивировано из оригинала 2007-03-06 . Получено 2024-10-08 .
8. "Сбросьте настройки контроллера управления системой (SMC) на вашем Mac". Apple Inc. Получено 2017-03-30 .
9. "Программа аварийно завершает работу при открытии, не загружает библиотеку iTunes". Архив справки по программному обеспечению . serato.com. 2009-10-29 . Получено 2017-03-30 .
10. "Apple MacBook Air 13 дюймов 2013: Windows испытывает трудности в Boot Camp". The Register. 2013-07-15 . Получено 2017-03-30 .
11. Дэниел Рошка. «Состояние Linux на MacBook Pro в 2016 году». github.com . Получено 30.03.2017 .
12. Ян Штайнхофф. "Драйвер Linux для USB-устройств Synaptics" . Получено 30.03.2017 .
13. "Поддержка драйвера сенсорной панели". Synaptics . Получено 2017-03-30 .
14. Андреас Хайдер. "Поддержка переключения графического процессора для Apple Macbook Pro". github.com . Получено 30.03.2017 .
15. TJ (29.09.2015). "Ошибка 99891 – Macbook8,1 12-дюймовая клавиатура и трекпад (начало 2015 г.) не работают – Комментарий 11". bugzilla.kernel.org . Получено 30.03.2017 .
16. Лейф Лидди (2016-01-09). "Ошибка 110561 – Macbook8,1 12 дюймов (начало 2015 г.) Нет звука динамика". bugzilla.kernel.org . Получено 2017-03-30 .
17. "Print Screen в Windows 7 с Apple Keyboard". superuser.com . Получено 2017-03-30 .
18. «Как набрать Home/End/PageUp/PageDown на MacBook Pro?». superuser.com . Получено 30.03.2017 .
19. "Мифы и факты о компьютерах Intel Mac". refit.sourceforge.net . Получено 30.03.2017 .
20. «Требования к сертификации оборудования Windows для клиентских и серверных систем». Microsoft. Январь 2013 г.
21. "bless(8) Страница руководства Mac OS X". Apple, Inc. Получено 2017-03-30 .
22. vit9696 (2016-10-28). "FileVault 2 – UEFI – Форум InsanelyMac". insanelymac.com . Получено 2017-04-09 .{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
23. "VBoxAppleSim в vbox/trunk/src/VBox/Devices/EFI/Firmware/VBoxPkg – Oracle VM VirtualBox". Корпорация Oracle . Получено 2017-04-09 .
24. Виктор Михайлеску (13 января 2006 г.). «Не воруйте Mac OS X!». Softpedia . Получено 17 января 2007 г.
25. Амит Сингх. «Понимание двоичной защиты Apple в Mac OS X». Osxbook.com . Получено 11 октября 2015 г.
26. Амит Сингх. ""TPM DRM" в Mac OS X: миф, который не умрет". Osxbook.com. Архивировано из оригинала 2020-01-03 . Получено 2017-03-30 .
27. Габриэль Л. Сомло. «Запуск Mac OS X в качестве гостя QEMU/KVM» . Получено 30.03.2017 .
28. "Parallels отмечает 10-летие инноваций и отраслевых новшеств в Parallels Desktop для Mac". BusinessWire . 2016-06-14. Архивировано из оригинала 2023-08-11 . Получено 2023-08-11 .
29. "Новости (старые записи)". virtualbox.org . Архивировано из оригинала 2023-08-11 . Получено 2023-08-11 .
30. "GNU General Public License (GPL) Version 3". virtualbox.org . Получено 2023-08-11 .
31. Ченг, Жаки (2007-02-08). "VMware выпустит Fusion для Mac в открытый доступ 6 августа". Ars Technica . Архивировано из оригинала 2023-08-11 . Получено 2023-08-11 .

Внешние ссылки

• Реализация Intel EFI с открытым исходным кодом, кодовое название «Tiano» ^{[ постоянная неработающая ссылка ]}