蘋果揭開首款電腦晶片M1的神秘面紗

2020-11-11   半導體行業觀察

原標題:蘋果揭開首款電腦晶片M1的神秘面紗

來源:內容來自半導體行業觀察(ID:icbank)原創,作者:小亞,謝謝!

蘋果,一個將發布會開成連續劇的公司,終於在北京時間2020年11月11日凌晨2點說出了今年的「One More Thing」——M1晶片,以及搭載M1晶片的MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini。

似乎是從中國國產電視劇學來的套路,一集能扯完的事情,偏要分開扯。一個從6月23日的WWDC就開始預熱的Apple Silicon,歷經多場發布會,讓人們對其無限猜測、暢想與咬牙切齒後,貌似並沒有爛尾,這款M1晶片堪稱蘋果造芯野心最大的一次釋放,以至於與雙11拼流量。

M1到底有多猛?

毫無疑問,M1晶片是本次發布會最大亮點,也是今年蘋果所有發布會的最大亮點。這是一款主打低功耗的SoC,蘋果稱其開啟了Mac的全新時代。

首先M1最大的特點就是整合,其將CPU、GPU、I/O、安全功能、存儲等都集中整合在一起。還採用了統一的內存架構或UMA,將高帶寬、低延遲內存封裝到一起,在進行相同數據訪問時,並不需要內存之間的複製。極大的提高了性能和功耗。

M1是首款5nm電腦晶片,內含160億顆電晶體。在CPU方面,蘋果稱每個核都被設計為在保證最大化性能的同時,儘可能高效運行單個任務或者線程。

採用八個CPU核心設計,包括四個高性能大核心、四個高能效小核心,蘋果聲稱,只要十分之一的電力,就能提供出色的性能。也是得益於這樣的四個高效核心,使其性能跟目前的雙核MacBook Air不相上下。

此外,線上發布會上,「每瓦最高性能」的字樣狠狠砸下來的樣式和音效與小米1999元砸出來的效果,頗為相似。

M1可以在10W功耗下提供兩倍於最新筆記本晶片的性能,能效比則高達三倍。

在GPU方面,同樣採用8核心設計,包括128個執行單元,支持最多24576個並發線程,浮點性能高達2.6TFlops。蘋果依舊是在平衡性能與功耗,並表示一般集成顯卡無法達到如此平衡效果。號稱M1擁有世界上最快的集成GPU,10W功耗下性能是最新筆記本晶片的兩倍。

此外,M1集成了16個核心的神經引擎,實現每秒11萬億次操作。還擁有新的硬體加密和生物識別特性,支持雷電和USB-4埠、Secure Enclave安全模塊、機器學習加速器、高質量ISP等。

與此同時,為了充分發揮M1的性能,macOS Big Sur也一同登場。它能夠使新一代Mac像iPhone和iPad一樣快速喚醒,Safari瀏覽器響應速度加快1.9倍。得益於M1晶片的統一內存架構,應用程式在macOS Big Sur中可以調用更多顯存,從而帶來更佳的圖形處理能力,同時,也有著M1晶片基於硬體的安全啟動與自動加密。

有了macOS Big Sur 和 M1 晶片,Mac 用戶能使用的 app 數量比以往大大增加了。Apple 開發的全部 Mac 軟體現均已支持 Universal,並可在 M1 系統上以原生方式運行。

蘋果表示全新的macOS Big Sur將於11月12日更新。

具體產品方面,搭載M1的13寸MacBook Air主打輕薄,號稱CPU速度提高3.5倍,圖形處理速度提升5倍,MacBook Air將比同級別最暢銷的Windows筆記本要快上3倍,而且要比98%的筆記本PC產品要快。螢幕方面,13寸螢幕支持P3廣色域,鍵盤支持Touch ID取消了Touch Bar的設計,官方續航時間長達18小時。新MacBook Air價格從7999元起。

同樣搭載M1晶片的 13 寸MacBook Pro,蘋果號稱CPU性能比前代提升了2.8倍,GPU 提升5倍,能夠剪輯8K規格的視頻。續航方面,能滿足17小時瀏覽網頁時間,20小時視頻播放時間。續航比前代提升10小時,是目前續航時間最長的MacBook筆記本。售價方面,MacBook Pro 可選擇256GB和512GB的存儲容量,售價格分別為9999元和11499元。

此外,Mac mini在性能上也有了巨大提升,是此前搭載4核Intel晶片Mac mini產品的三倍,圖形性能則達到了前代產品的6倍。可選擇256GB和512GB的存儲容量,售價分別為5299元和6799元。

在發布會一開始,庫克就表示Mac的上季度業務增長了30%,也吸引了50%的新購買者。當然,這可能是短暫的,畢竟由於疫情加大用戶在家辦公學習的需求,使得筆記本的銷量有了一定提高。但這不是重點,重點是蘋果把自研晶片拉到了蘋果史上一個前所未有的高度。

難啃的Mac「芯」

從歷史來看,蘋果的Mac產品線已經完成多次硬體平台遷移,在1994年到1996年期間,蘋果選擇了停止繼續使用摩托羅拉推出的68K處理器,改用由AIM聯盟(蘋果、IBM、摩托羅拉)共同開發推出的PowerPC處理器。

這一次的平台遷移花費了數年時間,期間蘋果推出了可以同時運行在68K處理器及PowerPC處理器的Mac OS作業系統,並為配備了PowerPC處理器的Mac電腦製作了底層的模擬器,鼓勵第三方開發商製作能夠原生運作在兩個平台的程序。

在2003年是,喬布斯在推出配備PowerPC G5處理器的Mac時誇下海口——「在十二個月內會將PowerPC處理器的時鐘頻率提升至高達3 GHz。」

事實上,產品沒有,蘋果再次移情別戀。2005年的WWDC大會,喬布斯正式公布,蘋果稱日後將停止在Mac電腦中繼續使用由摩托羅拉及IBM提供的PowerPC微處理器,改用蘋果大多數競爭對手選用Intel提供的x86處理器。

此前,半導體行業觀察刊文分析過蘋果在Mac上使用自研芯的優勢:1,減少對客戶依賴;2,自己控制晶片性能,與競爭對手區分開;3,Mac,iPhone和iPad底層技術一致,開發者一通百通;4,成本優勢。

有意思的是,曾經英特爾在移動處理器方面嘗到敗果,而這次蘋果卻要讓Arm架構的晶片從移動終端版圖擴大到電腦端,有點諷刺的味道。英特爾在手機處理器對戰中敗下陣來,功耗只是一個小原因,畢竟技術問題都可以通過時間解決,主要是在快速疊代的Arm手機處理器中,英特爾顯然占不到搶占市場的優勢。蘋果以自己獨有的節奏、技術實力和生態閉環,似乎可以讓Arm晶片的Mac完全成為消費者一大選擇,但最終還是靠產品使用體驗與市場競爭說話。

突然間我又多了一層擔心,以後在英特爾和AMD文章的評論區,會不會多一個「APPLE YES」的評論?讓本就膽戰心驚的PC CPU市場,又多了一個傷心的理由。