Arquitectura Apple-Intel

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Mac transition to Intel processors
PowerPC Architecture Universal binary Boot Camp Rosetta Developer Transition Kit
v t e

La arquitectura Apple-Intel , o Mactel , es un nombre no oficial utilizado para las computadoras personales Macintosh desarrolladas y fabricadas por Apple Inc. que usan procesadores Intel x86 , ^{[ no verificado en el cuerpo ]} en lugar de los procesadores de la serie PowerPC y Motorola 68000 ("68k") utilizados en sus predecesores o los SoC de silicio de Apple basados ​​en ARM utilizados en sus sucesores. ^[1] A medida que Apple cambió la arquitectura de sus productos, cambiaron el firmware del Open Firmware utilizado en las Mac basadas en PowerPC a la Interfaz de firmware extensible (EFI) diseñada por Intel. ^{[ no verificado en el cuerpo ]} Con el cambio en la arquitectura del procesador a x86, las Mac obtuvieron la capacidad de arrancar en sistemas operativos nativos de x86 (como Microsoft Windows ), mientras que Intel VT-x trajo virtualización casi nativa con macOS como sistema operativo host.

Apple utiliza un subconjunto de la arquitectura estándar de PC , que brinda compatibilidad con Mac OS X y otros sistemas operativos. Los componentes de hardware y firmware que deben ser compatibles para ejecutar un sistema operativo en hardware Apple-Intel incluyen la Interfaz de Firmware Extensible . ^[2]

Con el cambio de arquitectura, se hizo necesario un cambio de firmware . ^[3] Extensible Firmware Interface (EFI) es el reemplazo basado en firmware para el BIOS de PC de Intel. Diseñado por Intel, fue elegido por Apple para reemplazar Open Firmware , utilizado en arquitecturas PowerPC . Dado que muchos sistemas operativos, como Windows XP y muchas versiones de Windows Vista, son incompatibles con EFI, Apple lanzó una actualización de firmware con un módulo de soporte de compatibilidad que proporciona un subconjunto de soporte de BIOS tradicional con su producto Boot Camp .

La tabla de particiones GUID (GPT) es un estándar para el diseño de la tabla de particiones en un disco duro físico. Forma parte del estándar de interfaz de firmware extensible (EFI) propuesto por Intel como sustituto del BIOS de PC anterior. La GPT reemplaza el registro de arranque maestro (MBR) utilizado con el BIOS.

Las Mac Intel pueden arrancar de dos maneras: directamente a través de EFI o en un modo de compatibilidad con BIOS "heredada". Para el arranque múltiple , al mantener presionada la tecla "Opción" se puede elegir entre varios dispositivos de arranque, mientras que el cargador de arranque rEFInd se usa comúnmente para una mayor capacidad de configuración.

Los Live USB heredados no se pueden usar en Macs Intel; el firmware EFI puede reconocer y arrancar desde unidades USB, pero solo puede hacerlo en modo EFI; cuando el firmware cambia al modo BIOS, ya no reconoce las unidades USB, debido a la falta de un controlador USB en modo BIOS. Muchos sistemas operativos, como versiones anteriores de Windows y Linux, ^{[Nota 1]} solo se podían arrancar en modo BIOS, o se arrancaban más fácilmente o funcionaban mejor cuando se arrancaban en modo BIOS, y por lo tanto, el arranque USB en Macs basados ​​en Intel estuvo durante un tiempo limitado en gran medida a Mac OS X , que se puede arrancar fácilmente a través de EFI.

Es posible arrancar en sistemas operativos que no sean Mac manteniendo presionada la tecla Opción durante el arranque para seleccionar un sistema operativo distinto de macOS en el que el usuario desea arrancar. ^{[4] [5]}

El 5 de abril de 2006, Apple puso a disposición para su descarga una versión beta pública de Boot Camp , una colección de tecnologías que permite a los usuarios de Macs basados ​​en Intel arrancar Windows XP Service Pack 2. ^[6] La primera versión no beta de Boot Camp está incluida en Mac OS X v10.5 , "Leopard". ^[7]

Las computadoras Mac basadas en Intel utilizan hardware muy similar al de las PC de otros fabricantes que se entregan con sistemas operativos Microsoft Windows o Linux . En particular, las CPU , los chipsets y las GPU son totalmente compatibles. Sin embargo, las computadoras Apple también incluyen algunas opciones de diseño y hardware personalizados que no se encuentran en los sistemas de la competencia:

• El controlador de administración del sistema es un chip personalizado de Apple que controla varias funciones de la computadora relacionadas con la administración de energía , incluido el manejo del botón de encendido, la administración de la batería y los sensores térmicos, entre otros. ^[8] También juega un papel en el esquema de protección implementado para restringir el arranque de macOS al hardware de Apple (ver Administración de derechos digitales a continuación). Las Mac basadas en Intel no implementan TPM .
• Dispositivos de entrada de portátiles. Las primeras computadoras MacBook y MacBook Pro usaban una variante interna de USB como interconexión de teclado y trackpad . ^[9] Desde la revisión de 2013 de MacBook Air , Apple comenzó a usar un controlador de interfaz periférica en serie personalizado en su lugar. ^[10] La MacBook Pro de 2016 también usa un dispositivo USB interno personalizado denominado "iBridge" como interfaz para los componentes Touch Bar y Touch ID , así como para la cámara FaceTime . ^[11] Las computadoras portátiles de PC generalmente usan una variante interna de la interconexión de teclado PS/2 heredada . PS/2 también solía ser el estándar para dispositivos señaladores de computadoras portátiles de PC, aunque también se pueden usar una variedad de otras interfaces, incluidas USB, ^[12] SMBus e I2C , ^[13] .
• El hardware personalizado adicional puede incluir un chip GMUX que controla la conmutación de GPU , ^[14] implementaciones no compatibles de almacenamiento de estado sólido ^[15] y configuraciones no estándar del subsistema de audio HD . ^[16]
• La distribución del teclado tiene diferencias significativas entre los teclados de Apple y los de IBM PC . Si bien los teclados de PC se pueden usar en macOS , así como los teclados de Mac en Microsoft Windows , ocurren algunas diferencias funcionales. Por ejemplo, las teclas Alt(PC) y (Mac) funcionan de manera equivalente; lo mismo ocurre con (PC) y (Mac); sin embargo, la ubicación física de esas teclas está invertida. También hay teclas exclusivas para cada plataforma (por ejemplo, ), algunas de las cuales pueden requerir una reasignación de software para lograr la función deseada. ^[17] Los teclados compactos y portátiles de Apple también carecen de algunas teclas consideradas esenciales en las PC, como la tecla de avance , aunque algunas de ellas son accesibles a través de la tecla . ^[18]⌥ Option⊞ Win⌘ CommandPrt ScDeleteFn
• Proceso de arranque. Todos los Mac basados ​​en Intel han estado usando alguna versión de EFI como firmware de arranque. Cuando la plataforma debutó en 2006, estaba en marcado contraste con las PC, que empleaban casi universalmente BIOS heredadas , y la implementación de EFI de Apple no implementó inicialmente el Módulo de soporte de compatibilidad que permitiría arrancar los sistemas operativos de PC estándar contemporáneos. Apple actualizó el firmware con soporte CSM con el lanzamiento de Boot Camp en abril de 2006, ^[19] y desde el lanzamiento de Windows 8 en 2012, Microsoft ha requerido que sus socios OEM usen el proceso de arranque UEFI en PC, ^[20] lo que hizo que las diferencias fueran más pequeñas. Sin embargo, la versión de EFI de Apple también incluye algunas extensiones personalizadas que se utilizan durante el proceso de arranque regular de macOS, que incluyen lo siguiente:
  • Controladores para los sistemas de archivos HFS Plus y APFS con soporte para ubicar el cargador de arranque en función de las propiedades de "directorio bendecido" y "archivo bendecido" de los volúmenes HFS+ y APFS. ^[21] Por lo tanto, la partición del sistema EFI no se utiliza ni es necesaria para el proceso de arranque normal de macOS. ^[19]
  • Marco de interfaz gráfica de usuario de prearranque rudimentario, que incluye soporte para dibujo de imágenes, cursor del mouse y eventos. FileVault 2 lo utiliza para presentar la pantalla de inicio de sesión antes de cargar el sistema operativo. ^[22]
  • Otros servicios EFI no estándar para administrar varias características del firmware, como la NVRAM de la computadora y los argumentos de arranque. ^[23]

Algunas de estas diferencias pueden representar obstáculos tanto para ejecutar macOS en hardware que no sea de Apple como para arrancar sistemas operativos alternativos en computadoras Mac: Apple solo proporciona controladores para su hardware personalizado para macOS y Microsoft Windows (como parte de Boot Camp ); los controladores para otros sistemas operativos como Linux deben ser escritos por terceros, generalmente entusiastas voluntarios del software libre .

La gestión de derechos digitales en la arquitectura Apple-Intel se logra a través del "Dont Steal Mac OS X.kext", a veces denominado DSMOS o DSMOSX, un archivo presente en las versiones compatibles con Intel del sistema operativo Mac OS X. ^{[ cita requerida ]} Su presencia impone una forma de gestión de derechos digitales, evitando que Mac OS X se instale en PC de serie. [ ^{cita requerida ]} El nombre del kext es una referencia a las condiciones de la licencia de Mac OS X, que permiten la instalación solo en hardware de Apple. Según Apple, cualquier otra cosa es robar Mac OS X. El kext se encuentra en /System/Library/Extensions en el volumen que contiene el sistema operativo. ^[24] La extensión contiene una función del núcleo llamada page_transform() que realiza el descifrado AES de los programas "protegidos por Apple". Un sistema que no tenga una clave adecuada no podrá ejecutar los binarios restringidos por Apple, que incluyen Dock , Finder , loginwindow , SystemUIServer , mds , ATSServer , backupd , fontd , translate o translated . ^[25] Si la comprobación falla, se muestra un poema corto que dice "Su verificación de karma de hoy: Hubo una vez un usuario que se quejaba, su sistema operativo existente era tan ciego, que haría mejor en piratear un sistema operativo que funcionara muy bien, pero encontró que su hardware declinaba. ¡Por favor, no roben Mac OS! Realmente, eso no es genial. (C) Apple Computer, Inc."

Tras el anuncio inicial de las primeras configuraciones de hardware para Mac basadas en Intel, en las que se informaba de la presencia de un módulo de plataforma segura entre los componentes del sistema, se creyó que el TPM era el responsable de gestionar la protección DRM. Más tarde se demostró que no era así. Las claves están contenidas en realidad en el controlador de gestión del sistema , un componente exclusivo de los ordenadores Apple, y se pueden recuperar fácilmente desde él. ^[26] Estas dos claves de 32 bytes forman una cadena ASCII legible por humanos con derechos de autor de Apple, ^[27] lo que establece otra posible línea de defensa legal contra posibles fabricantes de clones.

Los procesadores que se encuentran en las Mac Intel son compatibles con Intel VT-x , que permite una virtualización de alto rendimiento (casi nativa) que brinda al usuario la capacidad de ejecutar y cambiar entre dos o más sistemas operativos simultáneamente, en lugar de tener que realizar un arranque dual y ejecutar solo un sistema operativo a la vez.

El primer software de virtualización para Mac Intel fue Parallels Desktop para Mac , lanzado en junio de 2006. ^[28] Los productos de virtualización de Parallels permiten a los usuarios utilizar instalaciones de Windows XP y posteriores en un modo virtualizado mientras ejecutan macOS. VirtualBox es otra pieza de software de virtualización originalmente de Innotek (ahora Oracle Corporation ), que tuvo una primera versión beta pública para Mac OS X en abril de 2007. ^[29] Es compatible con VT-x y puede ejecutar varios otros sistemas operativos invitados, incluido Windows XP y posteriores. Está disponible de forma gratuita bajo una licencia propietaria o la GPL . ^[30]

VMware también ofrece un producto de virtualización para Mac que compite con Parallels llamado Fusion , lanzado en agosto de 2007. ^[31] El producto de virtualización de VMware también permite a los usuarios utilizar instalaciones de Windows XP y posteriores en macOS.

Independientemente del producto utilizado, existen limitaciones inherentes y penalizaciones de rendimiento al utilizar un sistema operativo invitado virtualizado en lugar del macOS nativo o al iniciar una solución de sistema operativo alternativa ofrecida a través de Boot Camp.

• Transición de Mac a procesadores Intel

• Implementación de código abierto de Intel EFI, nombre en código 'Tiano' ^{[ enlace muerto permanente ]}