Apple-Intelアーキテクチャ

Apple –Intelアーキテクチャ、またはMactelは、 Apple Inc.が開発・製造したMacintosh パーソナルコンピュータの非公式名称である。これらのコンピュータは、前身のPowerPCやMotorola 68000（「68k」）シリーズプロセッサ、または後継のARMベースのAppleシリコンSoCではなく、 Intel x86プロセッサを使用している。^{[本文では未検証]} Appleが製品のアーキテクチャを変更した際に、ファームウェアをPowerPCベースのMacで使用していたOpen FirmwareからIntel設計のEFI（Extensible Firmware Interface）に変更した。^{[本文では未検証]プロセッサアーキテクチャがx86に変更されたことで、Macはx86ネイティブのオペレーティングシステム（} Microsoft Windowsなど）を起動できるようになり、Intel VT-xはmacOSをホストOSと するほぼネイティブの仮想化をもたらした。

Appleは、macOSのサポートと他のオペレーティングシステムのサポートを提供する標準PCアーキテクチャのサブセットを使用しています。Apple-Intelハードウェア上でオペレーティングシステムを実行するためにサポートする必要があるハードウェアおよびファームウェアコンポーネントには、拡張ファームウェアインターフェイスが含まれます。^[2]

アーキテクチャの変更に伴い、ファームウェアの変更が必要になりました。^[3] Extensible Firmware Interface (EFI) は、 Intel のPC BIOSのファームウェアベースの代替品です。Intel によって設計され、Apple によってPowerPCアーキテクチャで使用されるOpen Firmwareの代替として選択されました。Windows XP や Windows Vista の多くのバージョンなど、多くのオペレーティングシステムは EFI と互換性がないため、Apple は、Boot Camp製品で従来の BIOS サポートのサブセットを提供する互換性サポートモジュールを含むファームウェアアップグレードをリリースしました。

GUID パーティション テーブル (GPT) は、物理ハード ディスク上のパーティション テーブルのレイアウトの標準です。これは、以前の PC BIOS の代替として Intel によって提案された拡張ファームウェア インターフェイス (EFI) 標準の一部です。GPT は、BIOS で使用されるマスター ブート レコード (MBR) に代わるものです。

Intel Mac は、EFI 経由で直接起動するか、「レガシー」BIOS 互換モードで起動するかの 2 つの方法で起動できます。マルチブートの場合、「Option」キーを押すと起動可能なデバイスを選択できます。また、rEFInd ブートローダーは、構成の柔軟性を高めるためによく使用されます。

レガシーLive USB はIntel Mac では使用できません。EFI ファームウェアは USB ドライブを認識して起動できますが、EFI モードでのみ実行できます。ファームウェアが BIOS モードに切り替わると、BIOS モードの USB ドライバーがないため、USB ドライブを認識しなくなります。Windows や Linux の以前のバージョンなど、多くのオペレーティング システム^{[注 1]}はBIOS モードでのみ起動できるか、BIOS モードで起動した方が簡単に起動したりパフォーマンスが向上したりしたため、Intel ベースの Mac での USB 起動は、EFI 経由で簡単に起動できる macOS に一時期大きく制限されていました。

起動中にオプションキーを押したままにして、ユーザーが起動したいmacOS以外のオペレーティングシステムを選択することで、Mac以外のオペレーティングシステムを起動することが可能です。^{[4] [5]}

2006年4月5日、Appleは、 IntelベースのMacユーザーがWindows XP Service Pack 2を起動できるようにする技術の集合体であるBoot Campのパブリックベータ版をダウンロードできるようにした。 ^[6] Boot Campの最初の非ベータ版は、Mac OS X v10.5、「Leopard」に含まれていた。^[7]

Intel ベースの Mac コンピュータは、Microsoft WindowsまたはLinuxオペレーティング システムを搭載した他のメーカーの PC と非常によく似たハードウェアを使用しています。特に、CPU、チップセット、GPU は完全に互換性があります。ただし、Apple コンピュータには、競合システムには見られないカスタム ハードウェアと設計の選択肢もいくつか含まれています。

• システム管理コントローラは、電源ボタンの処理、バッテリーと温度センサーの管理など、コンピュータの電源管理に関連するさまざまな機能を制御します。 ^[8]また、macOSの起動をAppleハードウェアに制限するために展開されている保護スキームにも役割を果たしています（下記のデジタル著作権管理を参照）。IntelベースのMacはTPMを実装していません。
• ノートパソコンの入力デバイス。初期のMacBookおよびMacBook Proコンピューターは、キーボードとトラックパッドの相互接続としてUSBの内部バリアントを使用していました。 ^{[9] 2013年の}MacBook Airの改訂版以降、Appleは代わりにカスタムのシリアル周辺機器インターフェイスコントローラーを使い始めました。^[10] 2016年のMacBook Proは、 Touch BarとTouch IDコンポーネント、およびFaceTimeカメラへのインターフェイスとして、「iBridge」と呼ばれるカスタムの内部USBデバイスも使用しています。^{[11] PCラップトップは通常、従来の}PS/2キーボード相互接続の内部バリアントを使用します。 PS/2はPCラップトップのポインティングデバイスの標準でもありましたが、USB、 ^[12] SMBus、I2C ^[13]など、さまざまな他のインターフェイスも使用できます。
• 追加のカスタムハードウェアには、GPUスイッチングを制御するGMUXチップ^[14]、ソリッドステートストレージの非準拠の実装^{[15] 、} HDオーディオサブシステムの非標準構成^[16]などが含まれる場合があります。
• Apple PCキーボードとIBM PCキーボードではキーボードレイアウトに大きな違いがある。PCキーボードはmacOSで使用でき、MacキーボードはMicrosoft Windowsで使用できるが、機能上の違いがいくつかある。例えば、Alt(PC)キーと(Mac)キーは同等に機能し、 (PC)キーと(Mac)キーも同様であるが、これらのキーの物理的な位置は逆になっている。また、各プラットフォーム専用のキーもあり（例：）、その一部は目的の機能を実現するためにソフトウェアによる再マッピングが必要になる場合がある。^{[17] Appleのコンパクトキーボードやラップトップキーボードには、}前進キーなどPCでは必須とされるキーがいくつか欠けているが、キーからアクセスできるキーもある。^[18]⌥ Option⊞ Win⌘ CommandPrt ScDeleteFn
• ブートプロセス。Intel ベースの Mac はすべて、ブートファームウェアとして何らかのバージョンのEFI を使用しています。このプラットフォームが 2006 年に登場した当時は、ほぼ例外なくレガシーBIOS を採用していた PC とは対照的であり、Apple の EFI 実装では当初、現代の標準 PC オペレーティングシステムのブートを可能にする互換性サポートモジュールが実装されていませんでした。Apple は、 2006 年 4 月のBoot Campのリリースでファームウェアを CSM サポートに更新し、 ^[19] 、 2012 年のWindows 8のリリース以降、 Microsoft はOEMパートナーに PC での UEFI ブートプロセスの使用を義務付けており、 ^[20]違いは小さくなっています。ただし、Apple バージョンの EFI には、通常の macOS ブートプロセス中に使用されるカスタム拡張機能もいくつか含まれており、これには次のものが含まれます。
  • HFS PlusおよびAPFS ファイルシステム用のドライバは、HFS+およびAPFSボリュームの「祝福されたディレクトリ」および「祝福されたファイル」プロパティに基づいてブートローダの検索をサポートします。^[21] EFIシステムパーティションは、したがって、通常のmacOSブートプロセスでは使用されず、必要もありません。^[19]
  • 基本的なプリブートGUIフレームワーク。画像描画、マウスカーソル、イベントのサポートが含まれています。これは、オペレーティングシステムをロードする前にログイン画面を表示するためにFileVault 2によって使用されます。 ^[22]
  • コンピュータのNVRAMやブート引数などのさまざまなファームウェア機能を管理するためのその他の非標準EFIサービス。^[23]

これらの違いのいくつかは、Apple 以外のハードウェアで macOS を実行する場合と、Mac コンピューターで代替オペレーティングシステムを起動する場合の両方で障害となる可能性があります。Apple は、macOSとMicrosoft Windows ( Boot Campの一部として)のカスタムハードウェア用のドライバーのみを提供しています。Linux などの他のオペレーティングシステム用のドライバーは、通常はボランティアのフリーソフトウェア愛好家であるサードパーティによって作成される必要があります。

Apple–Intel アーキテクチャにおけるデジタル著作権管理は、macOS オペレーティングシステムの Intel 対応バージョンに存在するファイルである「Dont Steal Mac OS X.kext」 (DSMOS または DSMOSX とも呼ばれる) を介して実行されます。^[要出典]このファイルの存在により、ある種のデジタル著作権管理が強制され、macOS が標準の PC にインストールされるのを防ぎます。^[要出典] kext の名前は、当時の OS に使用されていた名前を使用した macOS ライセンス条件への参照であり、Apple ハードウェアにのみインストールを許可しています。Apple によると、それ以外のものはすべてmacOS を盗んでいることになります。kext は、オペレーティングシステムを含むボリュームの /System/Library/Extensions にあります。^{[24]この拡張機能には、} page_transform()と呼ばれるカーネル関数が含まれており、 「Apple 保護」プログラムのAES復号化を実行します。適切なキーを持たないシステムは、Dock、Finder、loginwindow、SystemUIServer、mds、ATSServer、backupd、fontd、translate、translatedなどの Apple 制限バイナリを実行できません。^[25]チェックに失敗した場合は、短い詩が表示され、「今日のカルマ チェック: 既存の OS があまりにも機能しないので、問題なく動作する OS を海賊版で入手した方がよいと愚痴をこぼしていたユーザーがいましたが、ハードウェアが劣化していました。Mac OS を盗まないでください。本当に、それはとてもダサいです。(C) Apple Computer, Inc.」と書かれています。

IntelベースのMacハードウェア構成が初めて発表され、システムコンポーネントの中にTrusted Platform Moduleが搭載されていることが報告された後、DRM保護の処理はTPMが担当していると信じられていました。しかし、後にそうではないことが証明されました。キーは実際にはAppleコンピュータ専用のコンポーネントであるSystem Management Controller内に含まれており、そこから簡単に取得できます。^[26]これら2つの32バイトのキーは、Appleが著作権を所有する人間が読めるASCII文字列を形成し、^[27]将来のクローンメーカーに対する法的防御のもう1つの可能性を確立しました。

Intel Mac に搭載されているプロセッサは、Intel VT-x をサポートしています。これにより、デュアルブートして一度に 1 つのオペレーティング システムのみを実行するのではなく、ユーザーが 2 つ以上のオペレーティング システムを同時に実行して切り替えることができる、高性能 (ネイティブに近い)仮想化が可能になります。

Intel Mac用の最初の仮想化ソフトウェアは、2006年6月にリリースされたParallels Desktop for Macでした。 ^[28] Parallelsの仮想化製品を使用すると、ユーザーはmacOSを実行しながら、仮想化モードでWindows XP以降をインストールして使用できます。VirtualBoxは、元々Innotek（現在のOracle Corporation）が開発した別の仮想化ソフトウェアで、2007年4月にMac OS X用の最初のパブリックベータリリースがありました。^{[29] VT-xをサポートし、Windows XP以降を含む複数の他のゲストオペレーティングシステムを実行できます。プロプライエタリライセンスまたは}GPLの下で無料で入手できます。^[30]

VMwareはまた、2007年8月にリリースされたFusionと呼ばれるParallelsと競合するMac仮想化製品も提供しています。 ^[31] VMwareの仮想化製品では、ユーザーはmacOSでWindows XP以降のインストールを使用することもできます。

使用する製品に関係なく、ネイティブ macOS と比較して仮想化ゲスト OS を使用する場合や、Boot Camp 経由で提供される代替 OS ソリューションを起動する場合は、固有の制限とパフォーマンスの低下が生じます。

• MacのIntelプロセッサへの移行

• Intel EFI オープンソース実装、コード名「Tiano」^{[永久リンク切れ‍ ]}