X86处理器的梦魇?苹果M1自研芯片到底有多强?

CFan 电脑爱好者 2020-11-11 09:50产品 标签:梦魇 处理器 芯片 苹果

双11不仅是网购盛宴,还迎来了一波芯片的井喷潮。

这不,苹果发布了针对Mac平台定制的ARM架构处理器M1,联发科带来了针对下一代Chromebook笔记本设计的MT8195、MT8192芯片,同时还展示了作为入门级5G SoC的天玑700。11月12日,三星还将发布针对中国市场定制的Exynos 1080,是不是有种眼花缭乱的感觉?

苹果M1芯片

下面,咱们就来重点解读一下苹果M1,并简单介绍一下其他曝光的芯片。

解析苹果M1自研芯片

苹果在历史上有过2次改换门庭的经历,第1次是2005年将Mac的芯片从PowerPC换成了英特尔X86。第2次就是今天将英特尔X86处理器换成了自家的M1。

苹果M1最大的特色,就是基于ARM指令集自主研发而来,技术含量远高于高通骁龙Kryo核心的“魔改”。它出现的意义,是一旦成功,将成为ARM和X86攻守局面逆转的时间节点,引领未来更多ARM架构的芯片“入主中原(PC)”。

苹果M1特色

苹果M1基于5nm EUV工艺打造,集成了高达160亿个晶体管,超过了麒麟9000的153亿,也是目前晶体管规模最大的SoC。

以苹果旗下的Mac设备为例,在基于X86硬件平台设计的时代必须采用多芯片布局,这就导致PCB主板不可能太小,需要给CPU、内存、雷电控制器等芯片留出足够的封装空间。

传统多芯片布局

传统多芯片布局

而苹果M1则有一个先天优势,那就是它整合了包括CPU、GPU、NPU、雷电/USB4控制器、PCIe 4.0控制器、Secure Enclave安全模块、机器学习加速器、高质量ISP、高性能NVMe存储、高效音频处理器、HDR视频处理器、高级显示引擎、性能控制器、加密加速器等模块的SoC片上系统。

苹果M1整合的功能模块

为了进一步提升集成度,苹果M1甚至还在芯片基板右侧直接整合了2颗DDR4内存颗粒,可以最大限度减小减小PCB主板和其身上的芯片规模,帮助Mac设备瘦身,或是塞进更大的电池。

苹果M1超高集成度

苹果M1还采用了统一内存架构,CPU、GPU、神经引擎、缓存、DRAM内存全部通过Fabric高速总线连接在一起,可带来足够高的带宽、足够低的延迟。

苹果M1集成内存

苹果M1采用的CPU部分为8核设计,包括4个高性能大核心和4个高能效小核心。

苹果M1的CPU模块

根据官方的数据显示,同样是10W的功耗状态,M1芯片CPU的性能是其他最新PC芯片的2倍。达到同一性能,M1芯片CPU的功耗却只有其他PC芯片的1/4。

苹果M1的能耗比

如果回溯历代Mac搭载的芯片,M1芯片的CPU更是已经在能效比上提升了3倍。

苹果M1的性能改善

苹果M1的GPU模块也拥有8个计算核心,包括128个执行单元,支持最多24576个并发线程(每个单元192个),浮点性能高达2.6TFlops,纹理填充率每秒820亿,像素填充率每秒410亿。

苹果M1的GPU模块

用苹果的话讲,苹果M1集成的GPU可能是世界最强的核显。其性能是其他最新PC芯片的2倍,而功耗只有其他芯片的1/3。

苹果M1的GPU性能

苹果M1集成了16个核心的神经引擎NPU,算力达每秒11万亿次操作。

苹果M1的结构

为了充分释放M1的性能潜力,苹果还为其定制了MacOS Big Sur系统,不仅兼容iOS和iPadOS应用(可以在Mac上直接玩王者荣耀与和平精英了),还能通过Rosetta 2以虚拟化的方式运行传统X86应用,部分X86应用在虚拟化状态下的性能甚至比原生状态还要高!

MacOS Big Sur系统1

MacOS Big Sur系统2

苹果表示,M1 Mac设备可以获得犹如iPhone般的丝滑顺畅体验,各种应用也都做了优化,比如Safari浏览器的响应速度提升1.9倍。

苹果M1首发Mac mini(单风扇)、MacBook Air(无风扇)和MacBook Pro(13.3英寸,单风扇)三大平台。以MacBook Pro为例,其M1版的续航时间提升到了20小时,这个水平可是X86版MacBook Pro的2倍,后者只能提供10小时的续航。

0ad4f9ba-d3cd-42e6-94cd-66fd91e4bd28

MacBook Pro

Mini

如果苹果M1的实际性能真能有苹果描述那般美好,并真正打通了iOS、iPadOS和X86应用的兼容性和体验,距离ARM阵营正式挥师X86 PC平台的日子也就不远了。

毕竟,现在运行Windows系统的骁龙牌笔记本在体验上真的还差点劲儿,需要来自苹果的信心。

联发科新发三剑客

联发科在今天凌晨也发布了针对Chromebook笔记本设计的MT8195和MT8192芯片。其中,MT8195定位高端,它基于台积电6nm工艺制造,采用4个A78大核+4个A55小核,集成Mali-G57MC5 GPU和APU 3.0(算力4 TOPs),支持四通道LPDDR4X 2133MHz内存、三屏输出、杜比视界、 7.1环绕声音频和AV1硬件视频解码。

联发科

MT8192定位相对低一些,它采用台积电7nm工艺制造,采用4个A76大核+4个A55小核,集成Mali-G57MC5 GPU和APU 2.0(算力2.4TOPs),支持LPDDR4X 2133MHz内存、双屏输出、UFS 2.1、120Hz刷新率。

两颗芯片都集成音频数字信号处理器(DSP),可实现语音助手的超低功耗语音唤醒(VoW)。同时,它们也都支持4K HDR视频解码、PCIe 3.0和各种摄像头配置,包括8000万像素四感光体摄像头、3200万像素单摄像头、1600万+1600万像素双摄像头等,从而支持清晰锐利的视频会议。

与此同时,联发科还带来了针对千元级手机定制的入门级5G SoC 天玑700,相对于我们熟悉的天玑720,天玑700提升了CPU大核的频率,削减了GPU模块的一个计算核心,增加了对北斗B2a信号的支持,取消了4K视频编解码和录像功能,总体看起来还不错,用于不足千元的5G手机市场还是蛮良心的。

天玑700特色

对比

至于将于明天发布的三星Exynos 1080的具体规格和性能,感兴趣的童鞋可以关注CFan的后续报道。

入驻平台680