ZOZOTOWN iOSチーム、Apple silicon導入しました

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はじめに

こんにちは、ZOZOアプリ部でZOZOTOWN iOSアプリを開発している小松です(@tosh_3)。ZOZOTOWN iOSチームでは、M1 Pro / M1 Max発売のタイミングでチーム内の開発環境をApple siliconへと移行しました。スムーズに移行するためにどのようなことを実践したのかと実際に移行することでどのような恩恵を受けることができたのかを紹介します。

Apple siliconについて

WWDC 2020にてAppleはIntelプロセッサーからApple siliconと呼ばれるAppleによってデザインされたプロセッサーへと移行していくことを発表しました。開発者用にDTK(Developer Transition Kit)が配布されたのち、2020年の11月に一般用としてM1プロセッサーが、そして2021年の10月にはアップデートされたM1 Pro / M1 Maxのプロセッサーが発表されました。Apple siliconでは、ARM64と呼ばれるCPUアーキテクチャを採用していたことから、今までのIntelのプロセッサーとはアーキテクチャが異なります。そのため開発者はApple silicon下でも問題なく動くのかを確認する必要がありました。

検証機の導入

ZOZOTOWN iOSチームではM1 Proよりもさらに前、M1が発売されたタイミングで、M1のMacBook Airをチーム内に検証機として一台導入しました。

検証機を導入した背景は以下の通りです。

  • Apple siliconでも今まで通り業務ができるのか担当部門で検証中であったため、業務用PCの置き換えよりも検証機としての導入の方が好ましかった
  • メモリを16GBまでしか積めず、32GB or 64GBまで積める、よりプロフェッショナルなモデルのリリースが予想されていた
  • チーム全体として開発環境の移行にかかる時間を減らしたかった

検証にあたって意識した点は以下の通りです。

  • ZOZOTOWN iOSアプリを問題なくビルドすることが可能か
  • 通常の業務で使用にあたり不自由ない環境であるか
  • 導入することによってどのような効果を得ることができるのか

ZOZOTOWNのビルドについて

結論から言ってしまうとApple silicon環境下ではZOZOTOWNのアプリはビルドできませんでした。正確にいうとRosettaの使用なしにはビルドができなかったのです。

ZOZOTOWNはアプリ内で、ZOZOSUITやZOZOMAT、ZOZOGLASSのような計測機能を備えています。これらの計測機能はフレームワークとしてZOZOTOWN内に入っています。また、これらのうちZOZOSUITとZOZOMATはCarthageで管理されており、ZOZOGLASSのみCocoaPodsで管理されています。

Apple siliconの導入にあたって、Carthageで管理されているフレームワークをXCFrameworksとして扱う必要があります。しかし、このZOZOSUITとZOZOMATをXCFrameworkの形式にすることが困難を極めました。というのもZOZOSUITの中にはOpenCVが使用されており、そのバージョンは3系であったためにXCFramework対応の入った4系へのアップデートが必要だったのです。また、ZOZOSUITのXCFranework化については上記とは別にビルドフェーズそのものを見直す必要もありました。

これらの理由から自分達のチームに収まらない範囲での対応が必要でした。加えて、全体としての方針でCarthageからCocoapodsへの移行も同時に進めていたこともあり、今回のタイミングではRosettaありでApple siliconへと移行することに決めました。こういった判断をあらかじめ行うことができたのも、検証機導入のおかげだと思います。

RosettaとXCFrameworks

Apple siliconではARM64というCPUのアーキテクチャを採用しましたが、Intel Macではx86_64というアーキテクチャが採用されていました。Rosettaとは、ARM64で動いているApple silicon下において、x86_64用のバイナリを動かすことができる翻訳プロセスになります。詳細は下記を参考にしてください。

developer.apple.com

では一体なぜ、XCFrameworkへの変更がApple siliconの導入に伴い必要なのかを説明します。Carthageはframeworkというファイルを生成し、それをプロジェクトへと入れています。Carthageによって生成されるframeworkファイルは複数のアーキテクチャに対応できるUniversal Binaryという仕組みを使用していました。

Intel Macでは、Simulator用にはx86_64のバイナリを作成し実機用にはARM64のバイナリを作成して、Universal Binaryとしています。一方でApple siliconではSimulatorもARM64として存在するため、Simulator、実機共にARM64向けのバイナリが必要になります。

Apple siliconの場合、2つの同じアーキテクチャ用のバイナリが発生してしまうため今までのUniversal Binaryの仕組みではうまくいきませんでした。

そこで登場したのが、XCFrameworksです。XCFrameworksは複数のframeworkをまとめることができるため同じARM64の向けのsimulator用と実機用のframeworkを共存させることができます。

しかし、ZOZOTOWNではCarthageで管理しているライブラリの全てをXCFramework化することが難しかったため(OpenCV 3系、ビルドフェーズの問題)先ほどあげたRosettaを使用しています。そのためx86_64向けのバイナリをRosettaを通すことによってARM64のsimulatorでも動かすことができるようになっているというわけです。 # 本導入 M1 Pro / M1 Max発表後にこのタイミングでチーム内の開発環境をApple siliconへと移行するのがベストであると判断しました。 理由は下記の通りです。 - M1を使用した検証や他社事例も含めだいぶ知見が溜まってきた - 明らかに開発効率を上げることができると確信できた
  • Intel版のMacBookの販売がなくなり、会社としてApple siliconを標準機にする方針になった
  • メンバーごとのマシンスペックによる開発効率の面や構成管理の整合の面からも開発環境を統一しておきたかった

MacBookのスペックについて

迷わずM1 Maxといきたいところですが、ZOZOではiOSエンジニアの支給端末をM1 Proとしました。スペックは下記の通りです。

  • 10コアCPUのM1 Pro
  • 32GBユニファイドメモリ
  • 1TB

M1 MaxではなくM1 Proの上記のスペックを選択した理由としては10コアCPUのM1 ProとM1 Maxとの違いとしてはGPUのみであり、ビルド時間には大きな影響がないこと。また、メモリが32GBか64GBでの違いもありますが、今までZOZOTOWNを開発していく中でメモリが不足するということはなかったため32GBでも問題なく動作するという判断をしました。

容量については複数のバージョンのXcodeを管理することもあるので、少し余裕を持たせて1TBとしています。Intel Macで動かしていて、CPU起因以外のマシンパワーの律速は発生していなかったというのも上記スペックを決める上で参考にしました。現状、上記のスペックで運用していて、スペックが不足していると感じたことはないです。

Apple silicon移行期間

2日間で移行完了

チーム内でスムーズに環境を変化させられるように、あらかじめ検証機で自分が詰まったところなどを全てメモしておきました。

上の画像のような手順として忘れがちな証明書周りまで、細かいことではあるのですが、意外と失念していることなどもあるのでまとめておくことで皆が詰まることなくスムーズに移行する手助けになります。こういった知見をあらかじめまとめたことにより、チーム全体で移行は2日間程度で完了できました。

検証機を用いて移行のためのPR作成

実は、チーム全体にApple siliconがくる1か月前に、検証機を用いてZOZOTOWNのアプリをApple siliconでも動かせるようにしたPRを作成しておきました。ここでも検証機が役に立ったのはいうまでもありません。手元にM1 Proが届いた段階で、チーム内で行うべきことは環境構築と動作確認のみという状態にできました。これもスムーズな移行のための施策です。

Intelプロセッサーを手放すタイミング

Apple siliconでビルドしたアプリをリリースした後に、問題が出ていないかを確認しました。このタイミングで、Intel Macから完全にApple siliconへと移行が完了しました。リグレッションが発生する可能性を考え、念のためまだ手元においてありますが、リリースから1か月半の間の運用の中で問題が出ていないためそろそろ手放し時だと思っています。参考までに自分達の場合、Apple silicon導入からIntel返却の期間は2か月を見込んでおきました。

効果

ここが、皆さんの一番気になるところだと思います。ビルド速度検証については下記ライブラリを使用しました。

github.com

今回はより正確な計測をするために、全てのケースにおいて下記の条件で統一しました。

  • リリースビルドでのビルド時間計測
  • 計測前にDerivedDataを削除する
Intel Core i9 Apple M1 Pro
6分25秒 3分12秒

Intel Macと比較すると、なんと半分までビルド時間を減らせました。ちなみに、Apple silicon導入後に複数ブランチが乱立するような大きなプロジェクトがあったのですが、このビルド時間の大幅短縮によってかなり効率が上がったことを体感できました。まだ導入を悩んでいる方がいましたら、Apple siliconの導入を強くお勧めします。

まとめ

いかがでしたでしょうか。Apple siliconの導入によってZOZOTOWNの開発がどのくらい向上したのかが少しでも伝わっていれば光栄です。ビルドフェーズを見直してビルド時間を短縮するのも大切ですが、Apple siliconの導入によってビルド時間を短縮させるのも1つの手なのかもしれません。

最後に

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