apple M1 晶片,為什麼成為蘋果的巨大創新?

2022-04-22     破殼科普社

原標題:apple M1 晶片,為什麼成為蘋果的巨大創新?

Apple 於 2020 年 11 月發布了首批配備基於 Arm 的 M1 晶片的 Mac,推出了 2020 年新款 13 英寸 MacBook Pro、MacBook Air和Mac mini機型。2021 年初,Apple 添加了 M1 iMac和 M1 iPad Pro。M1 晶片因其強大的性能和效率而受到好評,它是蘋果公司十多年來為iPhone和iPad開發的晶片工作的結晶。

蘋果 M1 晶片

M1 是 Apple 設計的第一款用於 Mac 的片上系統 (SoC)。這標誌著蘋果公司的又一大創新。

M1 集成了幾個不同的組件,包括 CPU、GPU、統一內存架構 (RAM)、神經引擎、安全飛地、SSD 控制器、圖像信號處理器、編碼/解碼引擎、Thunderbolt 控制器USB 4 支持等,所有這些都支持 Mac 中的不同功能。

在此之前,Mac 已經為 CPU、I/O 和安全性使用了多個晶片,但 Apple 努力改進這些晶片是 M1 比以前的英特爾晶片更快、更高效的原因之一。Apple 所包含的統一內存架構也是一個主要因素,因為 M1 中的所有技術都能夠訪問相同的數據,而無需在多個內存池之間進行交換。

內置於 M1 晶片中的統一內存架構讓 CPU、GPU 和其他處理器組件無需在彼此之間複製數據,並且能夠訪問同一個數據池。這為 M1 帶來了顯著的速度和效率提升。M1 Mac 的最大內存為 16GB,但即使是基本的 8GB 也足以應付日常任務。

M1 上有 160 億個電晶體,這是 Apple 在晶片中投入的最多的,用於實現低功耗矽中可用的最快 CPU 內核和無與倫比的 CPU 性能。Apple 的晶片設計使其能夠創造出比英特爾設計的晶片更快、更節能的 Mac,並且通過將 Apple 設計的晶片與 Apple 設計的軟體進行更緊密的集成,可以獲得進一步的增強。

M1有什麼不同

與基於 x86 架構的英特爾晶片不同,Apple Silicon M1 使用基於 Arm 的架構,很像蘋果多年來為 iPhone 和 iPad 設計的 A 系列晶片。

M1 晶片是 Apple 迄今為止創建的最強大的晶片,它類似於最新的 iPhone 和iPad Air機型中的 A14 晶片,由台積電 (TSMC) 採用 5 納米工藝製造。台積電製造了蘋果的所有晶片,並且已經這樣做了很多年。

帶有 M1 晶片的 Mac

Apple 發布了 2020 款 MacBook Air、13 英寸 MacBook Pro 和配備 M1 晶片的 Mac mini,取代了這些產品線中的低端機器。

Apple 還推出了 M1 版本的 iMac 和 iPad Pro。

CPU、GPU 和神經引擎

中央處理器

M1晶片包括一個8核CPU,具有四個高性能內核和四個高效內核。高性能內核旨在為功率密集型單線程任務提供最佳性能。四個高性能內核可以協同工作,提供強大的多線程性能,這讓 M1 Mac 甚至超越了原先最高端的 16 英寸 MacBook Pro 機型。

對於不那麼密集且不需要相同功率的任務,例如網頁瀏覽,有四個高效核心使用十分之一的功率來保持電池壽命。Apple 表示,這些內核的性能與上一代雙核 MacBook Air 相似,但功耗要低得多。當不需要大量功率時,這些內核可以單獨工作,但對於要求苛刻的任務,可以同時使用所有八個內核。

MacBook Air、MacBook Pro 和Mac mini的基準測試證實了 M1 晶片令人印象深刻的性能。這些型號之間存在一些散熱差異,但它們都具有所有 Mac 中最高的單核性能和與 Apple 台式機相當的多核性能。

其中性能最高的 Mac Mac mini 獲得了1702 的單核 Geekbench 5 得分和 7380 的多核得分,MacBook Air 和 MacBook Pro 緊隨其後。

圖形處理器

Apple Silicon 晶片具有 8 核 GPU,但也有一個用於入門級 MacBook Air 型號的版本,其中一個內核禁用了 7 核 GPU。

Mac mini、MacBook Pro 和更高端的 M1MacBook Air 機型中的 GPU 都是 8 核 GPU,能夠同時運行近 25,000 個線程和 2.6 teraflops 的吞吐量。據蘋果公司稱,M1 擁有個人電腦中速度最快的集成顯卡。

圖形性能測試表明,M1 晶片的性能超過了 GeForce GTX 1050 Ti 和 Radeon RX 560。它還獲得了 19305 OpenCL 分數,相當於 Radeon RX 560X 和 Radeon Pro WX 4100。

神經引擎

M1 晶片有一個內置的神經引擎,這是蘋果幾年前首次開始添加到其 A 系列晶片中的組件。神經引擎旨在加速 Mac 上的機器學習任務,例如視頻分析、語音識別、圖像處理等。

與移至 M1 的上一代模型相比,16 核神經引擎每秒可進行 11 萬億次運算,機器學習性能最高可提高 15 倍。

蘋果 M1 速度

與上一代機器中使用的英特爾晶片相比,M1 晶片的 CPU 性能提高了 3.5 倍,GPU 性能提高了 6 倍,機器學習能力提高了 15 倍。

電池壽命

M1 晶片帶來了前所未有的速度提升,它也比 Apple 迄今為止發布的任何其他 Mac 晶片更省電。M1 Mac 的電池續航時間是上一代 Mac 的 2 倍。電池續航時間最長的 Mac 是 13 英寸 MacBook Pro,續航時間長達 20 小時。這是上一代型號電池壽命的兩倍。

英特爾比較

蘋果在低端 Mac 中使用了 M1 晶片,在 CPU 性能方面,M1 甚至超過了英特爾蘋果筆記本產品線中使用的最高端晶片。M1 晶片擁有所有 Mac 中最快的單核性能,多核性能與蘋果的許多台式機相差不遠。

蘋果仍在銷售英特爾 13 英寸 MacBook Pro 和 Mac mini 機型,在性能方面,這些 Mac 的 M1 版本提供更快的 CPU 速度。此時購買非 M1 版本的 13 英寸 MacBook Pro 或 Mac mini 不是一個好主意,因為性能較差,除非與 x86 應用程式的兼容性和運行 Windows 的選項是一個問題。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/9301b9a6b92a7fc8572c5e8c6bf85ed3.html