ユニバーサルバイナリ

ユニバーサル バイナリフォーマットは、 PowerPCベースとx86ベースの両方のMac 、またはIntel 64ベースとARM64ベースの両方のMacでネイティブに実行される実行可能ファイルのフォーマットです。このフォーマットは、 NeXTStepの「マルチアーキテクチャ バイナリ」として始まり、その概念はPower Macintoshで見られるように、より一般的にはファット バイナリとして知られています。

Mac OS X Snow Leopardのリリース以降、そしてそれ以前の一般的な64 ビットアーキテクチャへの移行以降、 Mozilla ^[1]などの一部のソフトウェア発行者は、i386 (32 ビット Intel) と x86_64 システムの両方のビルドを含むファット バイナリを指すために「ユニバーサル」という用語を使用しています。アプリケーションの PowerPC ビルドと Intel ビルドを選択するために使用されるのと同じメカニズムが、PowerPC アーキテクチャと Intel アーキテクチャの 32 ビット ビルドと 64 ビット ビルドを選択するためにも使用されます。

しかし、Appleは、サードパーティのソフトウェア発行者にユニバーサルバイナリに関連するAppleの商標を使用する許可を与えるために、PowerPCとIntelの両方とのネイティブ互換性を要求し続けました。^[2] Appleは、そのようなサードパーティのソフトウェア発行者がすべてのアーキテクチャに対して個別のビルドをバンドルする必要があるかどうか（またはすべきかどうか）を指定していません。

ユニバーサル バイナリは、既存の PowerPC アーキテクチャから、2006 年に出荷が開始された Intel プロセッサ ベースのシステムへの移行を容易にする手段として、 2005 年のApple Worldwide Developers Conferenceで Mac OS に導入されました。ユニバーサル バイナリには通常、コンパイルされたアプリケーションのPowerPC バージョンとx86バージョンの両方が含まれます。オペレーティング システムは、ユニバーサル バイナリをヘッダーで検出し、使用中のアーキテクチャに適したセクションを実行します。これにより、アプリケーションは、サポートされている任意のアーキテクチャでネイティブに実行でき、バイナリが占めるストレージ領域の増加以外にパフォーマンスに悪影響はありません。

Mac OS X Snow Leopard 以降では、Intel ベースの Mac のみがサポートされているため、Mac OS X 10.6 以降にのみ存在する機能に明確に依存するソフトウェアは Intel ベースの Mac でのみ実行され、Intel/PPC ファットバイナリは必要ありません。また、OS X Lion以降では、64 ビット Intel Mac のみがサポートされているため、OS X 10.7 以降の新機能に明確に依存するソフトウェアは 64 ビットプロセッサでのみ実行され、32 ビット/64 ビットのファットバイナリは必要ありません。^{[3] [4]ファットバイナリは、古いハードウェアで実行される古いバージョンの}Mac OS Xとの下位互換性を持つように設計されたソフトウェアにのみ必要です。

新しいUniversal 2バイナリフォーマットは、2020年のWorldwide Developers Conferenceで発表されました。^[5] Universal 2により、アプリケーションはIntel x86-64ベースとARM64ベースの両方のMacintoshコンピューターで実行できるようになり、 Apple Siliconへの移行が可能になります。

一般的な代替ソリューションは 2 つあります。1 つ目は、x86 アーキテクチャ用にコンパイルされたバイナリと PowerPC アーキテクチャ用にコンパイルされたバイナリの 2 つを別々に提供するというものです。ただし、この方法では、2 つの違いに詳しくないソフトウェア ユーザーが混乱する可能性があります。ただし、この混乱は、ドキュメントの改善やハイブリッド CDの使用によって解決できます。もう 1 つの代替案は、1 つのアーキテクチャを別のアーキテクチャで実行しているシステムでエミュレーションすることです。このアプローチではパフォーマンスが低下し、一般に、ユニバーサル バイナリまたはRosettaなどの特別にコンパイルされたバイナリが利用可能になるまでの暫定的なソリューションと見なされています。

ユニバーサル バイナリは、コンパイルされたコードの複数のコピーを保存する必要があるため、単一プラットフォーム バイナリよりもサイズが大きくなります。ただし、一部の非実行可能リソースは 2 つのアーキテクチャで共有されるため、結果として得られるユニバーサル バイナリのサイズは、2 つの個別のバイナリの合計サイズよりも小さくなる可能性があり、通常は小さくなります。また、実行のために 2 つのコピーのうち 1 つだけが読み込まれるため、 追加のRAMも必要ありません。

ユニバーサルバイナリの概念は、 Mac OS Xの主要なアーキテクチャ基盤であるNeXTSTEPの「マルチアーキテクチャバイナリ」から生まれました。NeXTSTEP はユニバーサルバイナリをサポートしており、1 つの実行可能イメージをMotorolaのm68k、Intelのx86、Sun MicrosystemsのSPARC、Hewlett-PackardのPA-RISCなど、複数のアーキテクチャで実行できます。NeXTSTEP と macOS は、ユニバーサルバイナリの基礎となるバイナリ形式として Mach-Oアーカイブを使用します。

Apple は、1990 年代半ばに68kプロセッサから PowerPC に移行した際にも同様の手法を使用していました。これらのデュアル プラットフォーム実行可能ファイルは、ファイル サイズが大きいことから、ファット バイナリと呼ばれます。

Apple のXcode 2.1 は、このリリースの新機能として、これらのファイルの作成をサポートしています。プロセッサ独立性を考慮して開発された単純なアプリケーションは、ユニバーサル バイナリとしてコンパイルするのにほとんど変更を必要としないかもしれませんが、アーキテクチャ固有の機能を利用するように設計された複雑なアプリケーションでは、大幅な変更が必要になる場合があります。他の開発ツールを使用して最初に構築されたアプリケーションは、追加の変更が必要になる場合があります。これらの理由により、Intel ベースの Macintosh コンピュータの導入と、サードパーティ アプリケーションがユニバーサル バイナリ形式で利用可能になるまでの遅延が説明されています。Apple が Intel ベースのコンピュータを、以前に発表されたスケジュールより数か月早く出荷したことも、このギャップのもう 1 つの要因です。

Apple のXcode 2.4 では、ユニバーサル バイナリの概念がさらに進化し、4 つのアーキテクチャ バイナリ (Intel と PowerPC の両方で 32 ビットと 64 ビット) を作成できるようになりました。これにより、単一の実行可能ファイルで、あらゆるMac OS Xマシンの CPU 機能を最大限に活用できるようになります。

2005年のWWDC以来、多くのソフトウェア開発者が自社製品にユニバーサルバイナリアップデートを提供してきました。2008年12月現在、Appleのウェブサイトには7,500以上のユニバーサルアプリケーションが掲載されています。^[6]

2007年4月16日、アドビシステムズはユニバーサルバイナリ形式のアプリケーションスイートの最初のバージョンであるAdobe Creative Suite 3のリリースを発表しました。 ^[7]

2006年から2010年にかけて、QuarkXPress、AppleのFinal Cut Studio、Adobe Creative Suite、Microsoft Office 2008、Shockwave Playerバージョン11など、多くのMac OS Xアプリケーションがユニバーサルバイナリ形式に移植されました。それ以降、ほとんどがIntel専用アプリケーションになりました。非ユニバーサル32ビットPowerPCプログラムは、ほとんどの場合、Mac OS X 10.4、10.5、10.6を実行しているIntel Macで動作しますが、 Rosettaによってオンザフライで変換する必要があるため、最適なパフォーマンスは得られません。また、 RosettaがOSの一部ではなくなったため、Mac OS X 10.7 Lion以降では動作しません。

Appleは、アーキテクチャの共存の複数の機会に、iOSアプリケーション用のUniversal Binariesと同じバイナリ形式をデフォルトで使用してきました。2010年頃のarmv6-armv7-armv7s移行時と2016年頃のarmv7-arm64移行時です。App Storeはバイナリを自動的に縮小します。これは開発者の懸念事項であるため、この慣行に対して商標名は付けられていません。^[8]

2020年6月22日、Appleは2020年後半のmacOS Big Surから、Intel x86-64ベースのプロセッサからARM64ベースのAppleシリコンへの2年間の恒久的な移行を発表しました。 ^[9]この移行を支援するために、アプリケーションをx86-64ベースのプロセッサでもARM64ベースのプロセッサでも実行できるようにする新しいUniversal 2バイナリが導入されました。^[5]

ユニバーサルバイナリを処理（作成または分割）するための主なツールは、Xcodelipoにあるコマンドです。macOSおよびその他のいくつかのUnix系システムのコマンドは、Mach-Oユニバーサルバイナリを識別し、アーキテクチャサポートを報告できます。^[10] Snow Leopardのシステムプロファイラは、アプリケーションタブでこの情報を提供します。 file

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