Apple 于 2020 年 11 月发布了首批配备基于 Arm 的 M1 芯片的 Mac,推出了 2020 年新款 13 英寸 MacBook Pro、MacBook Air和Mac mini机型。2021 年初,Apple 添加了 M1 iMac和 M1 iPad Pro。M1 芯片因其强大的性能和效率而受到好评,它是苹果公司十多年来为iPhone和iPad开发的芯片工作的结晶。
苹果 M1 芯片
M1 是 Apple 设计的第一款用于 Mac 的片上系统 (SoC)。这标志着苹果公司的又一大创新。
M1 集成了几个不同的组件,包括 CPU、GPU、统一内存架构 (RAM)、神经引擎、安全飞地、SSD 控制器、图像信号处理器、编码/解码引擎、Thunderbolt 控制器USB 4 支持等,所有这些都支持 Mac 中的不同功能。
在此之前,Mac 已经为 CPU、I/O 和安全性使用了多个芯片,但 Apple 努力改进这些芯片是 M1 比以前的英特尔芯片更快、更高效的原因之一。Apple 所包含的统一内存架构也是一个主要因素,因为 M1 中的所有技术都能够访问相同的数据,而无需在多个内存池之间进行交换。
内置于 M1 芯片中的统一内存架构让 CPU、GPU 和其他处理器组件无需在彼此之间复制数据,并且能够访问同一个数据池。这为 M1 带来了显着的速度和效率提升。M1 Mac 的最大内存为 16GB,但即使是基本的 8GB 也足以应付日常任务。
M1 上有 160 亿个晶体管,这是 Apple 在芯片中投入的最多的,用于实现低功耗硅中可用的最快 CPU 内核和无与伦比的 CPU 性能。Apple 的芯片设计使其能够创造出比英特尔设计的芯片更快、更节能的 Mac,并且通过将 Apple 设计的芯片与 Apple 设计的软件进行更紧密的集成,可以获得进一步的增强。
M1有什么不同
与基于 x86 架构的英特尔芯片不同,Apple Silicon M1 使用基于 Arm 的架构,很像苹果多年来为 iPhone 和 iPad 设计的 A 系列芯片。
M1 芯片是 Apple 迄今为止创建的最强大的芯片,它类似于最新的 iPhone 和iPad Air机型中的 A14 芯片,由台积电 (TSMC) 采用 5 纳米工艺制造。台积电制造了苹果的所有芯片,并且已经这样做了很多年。
带有 M1 芯片的 Mac
Apple 发布了 2020 款 MacBook Air、13 英寸 MacBook Pro 和配备 M1 芯片的 Mac mini,取代了这些产品线中的低端机器。
Apple 还推出了 M1 版本的 iMac 和 iPad Pro。
CPU、GPU 和神经引擎
中央处理器
M1芯片包括一个8核CPU,具有四个高性能内核和四个高效内核。高性能内核旨在为功率密集型单线程任务提供最佳性能。四个高性能内核可以协同工作,提供强大的多线程性能,这让 M1 Mac 甚至超越了原先最高端的 16 英寸 MacBook Pro 机型。
对于不那么密集且不需要相同功率的任务,例如网页浏览,有四个高效核心使用十分之一的功率来保持电池寿命。Apple 表示,这些内核的性能与上一代双核 MacBook Air 相似,但功耗要低得多。当不需要大量功率时,这些内核可以单独工作,但对于要求苛刻的任务,可以同时使用所有八个内核。
MacBook Air、MacBook Pro 和Mac mini的基准测试证实了 M1 芯片令人印象深刻的性能。这些型号之间存在一些散热差异,但它们都具有所有 Mac 中最高的单核性能和与 Apple 台式机相当的多核性能。
其中性能最高的 Mac Mac mini 获得了1702 的单核 Geekbench 5 得分和 7380 的多核得分,MacBook Air 和 MacBook Pro 紧随其后。
图形处理器
Apple Silicon 芯片具有 8 核 GPU,但也有一个用于入门级 MacBook Air 型号的版本,其中一个内核禁用了 7 核 GPU。
Mac mini、MacBook Pro 和更高端的 M1MacBook Air 机型中的 GPU 都是 8 核 GPU,能够同时运行近 25,000 个线程和 2.6 teraflops 的吞吐量。据苹果公司称,M1 拥有个人电脑中速度最快的集成显卡。
图形性能测试表明,M1 芯片的性能超过了 GeForce GTX 1050 Ti 和 Radeon RX 560。它还获得了 19305 的 OpenCL 分数,相当于 Radeon RX 560X 和 Radeon Pro WX 4100。
神经引擎
M1 芯片有一个内置的神经引擎,这是苹果几年前首次开始添加到其 A 系列芯片中的组件。神经引擎旨在加速 Mac 上的机器学习任务,例如视频分析、语音识别、图像处理等。
与移至 M1 的上一代模型相比,16 核神经引擎每秒可进行 11 万亿次运算,机器学习性能最高可提高 15 倍。
苹果 M1 速度
与上一代机器中使用的英特尔芯片相比,M1 芯片的 CPU 性能提高了 3.5 倍,GPU 性能提高了 6 倍,机器学习能力提高了 15 倍。
电池寿命
M1 芯片带来了前所未有的速度提升,它也比 Apple 迄今为止发布的任何其他 Mac 芯片更省电。M1 Mac 的电池续航时间是上一代 Mac 的 2 倍。电池续航时间最长的 Mac 是 13 英寸 MacBook Pro,续航时间长达 20 小时。这是上一代型号电池寿命的两倍。
英特尔比较
苹果在低端 Mac 中使用了 M1 芯片,在 CPU 性能方面,M1 甚至超过了英特尔苹果笔记本产品线中使用的最高端芯片。M1 芯片拥有所有 Mac 中最快的单核性能,多核性能与苹果的许多台式机相差不远。
苹果仍在销售英特尔 13 英寸 MacBook Pro 和 Mac mini 机型,在性能方面,这些 Mac 的 M1 版本提供更快的 CPU 速度。此时购买非 M1 版本的 13 英寸 MacBook Pro 或 Mac mini 不是一个好主意,因为性能较差,除非与 x86 应用程序的兼容性和运行 Windows 的选项是一个问题。