性能爆表、續航翻倍,蘋果自研晶片為 Mac 帶來哪些改變?

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 12 日 8:30 | 分類 Apple , 晶片 , 筆記型電腦 Telegram share ! follow us in feedly


雙 11 蘋果發表會前,Mac 是蘋果唯一一條還沒使用自家處理器的產品線。換晶片並非易事,不僅涉及底層架構轉移、系統重寫,還需考慮大量第三方軟體相容性。

2005 年,蘋果拋棄摩托羅拉,從 PowerPC 投奔英特爾時,就經歷過一次苦差事。

當時整個遷移時間耗費蘋果 4 年,以第一代 MacBook Pro 為起點,直至首個不支援 PowerPC 架構的 OS X 系統 Snow Leopard,蘋果才完成 Mac 軟硬體完全轉移到 X86 架構。

蘋果願意冒風險,只是單純想讓 Mac 擺脫舊技術,獲得更有競爭力的晶片,以期提升性能。

▲ 這次蘋果啟用自研晶片、轉移架構的目的:獲得強大性能、客製技術,以及更佳的耗能管理。

如今蘋果想脫離英特爾,擁抱自研晶片,理由也是如此。只不過以蘋果現在處境,單純追逐性能,顯然不是自研晶片的唯一目的。

蘋果 M1 晶片有哪些特性?

M1 晶片,是蘋果第一顆專門為 Mac 打造的晶片,也是 Mac 平台第一款基於 ARM 架構的晶片。

(Source:蘋果,下同)

不再是單純的 CPU 處理器,而是和 iPhone、iPad 的 A 系列晶片,以及 Android 手機常見的驍龍 Snapdragon 晶片一樣,採用 SoC 封裝技術。

這意味把 CPU、GPU、內存等多模組全部整合在一起,以獲得更高整合度,也有利電腦內部空間釋放。

蘋果已先行公開一部分晶片細節。首先製程方面,M1 和 A14 一樣,都是基於最新 5 奈米製程,但比起 A14 的 6 核心設計,M1 採用「4+4」大小核組成 8 核心 CPU,以及 8 核心 GPU,高達 160 億電晶體數量,也比 A14 要多 35%。

單純看架構,蘋果這顆 M1 其實和之前衍生版 A 系晶片十分類似,比如說稍早用於 iPad Pro 的 A12X / A12Z,之於 iPhone 的 A12,也是靠增加 CPU / GPU 的核心數提升性能。

從這點來看,M1 與 A14 確實也有不少關聯。​

但既然用於 Mac 平台晶片,M1 顯然也會獲得比 A14 更好的散熱條件,再加上一、二級快取大小變化,和高頻寬使用,往往也預示更出色的性能釋放。

發表會時,蘋果強調 M1 晶片「效能功耗比」(Performance per watt)優勢,同時也和業界主流筆電處理器對比。其中 10W 功耗下,M1 的 CPU 性能是競品 PC 處理器兩倍,且 M1 僅需使用四分之一功耗,就能匹敵競品 PC 處理器的峰值性能。

GPU 情況也類似,同樣是 10W 功耗下拉開兩倍的性能差,且也在更低功耗下做到同等性能水準。

不過疑問還是有,如 M1 晶片大小核時脈還未知,蘋果的競品比較對象也十分模糊,以及 Air 和 Pro 兩種模具下,不同散熱是否影響性能釋放,這些都需要等之後評測解答。

性能提升之餘,蘋果還特地提到 M1 晶片的「統一記憶體設計」。

傳統 PC 中,CPU 和 GPU 記憶體物理上相互獨立,這就導致某些共享數據需要在兩個記憶體池交換和分配一次。

但本次 M1 晶片採用和 iPhone 等其他蘋果設備類似的「統一記憶體設計」,其實就是讓 CPU 和 GPU 共享同個記憶體池,不僅可讓數據共享更高效,降低延遲,同時也更省電。

16 核心的神經網路引擎和 A14 架構類似。近幾代 iOS 系統已有很多功能離不開機器學習,如圖像合成、圖庫分類乃至電源管理等,背後都有類似技術

如今,機器學習移植到 Mac 上的價值也是如此,有了 M1 晶片硬體級支援,像是改善電腦照片的合成速度,提升語音辨識準確性等,都可為 Mac 所用,各種 iOS 平台移植過來的 App,也可在 Mac 平台用到機器學習技術。

剩下的特性也很簡單,不外乎就是支援 USB 4、PCI 4.0、NVMe 儲存等特性,以及蘋果專門編碼、解碼引擎和安全隔離區技術等,其實不少都在蘋果的 T2 晶片出現過。

專用編解碼引擎將顯著改善 Final Cut Pro 這類蘋果第一方影像編輯應用的執行效率,提升幅度也是倍數等級;安全區則是將蘋果一貫重視的隱私保護沿用到 Mac。

首批使用蘋果晶片的 Mac,變化在哪?

和高調亮相的 M1 晶片相比,首批使用晶片的 3 款 Mac 產品,反倒不太耀眼。問題還是在外觀。原本很多人寄望靠架構轉移,以及 ARM 架構的低功耗特性,讓 Mac 產品大改一次。

但目前來看,蘋果顯然還不準備調整 MacBook 的外觀,本次 3 款新 Mac 基本還是沿用舊款模具,可視為「換晶片不換殼」的升級。

▲ M1 晶片對 Mac 的改善,主要體現在性能和續航。

​亮點還是有,畢竟普通用戶不會太在意倍數級性能改善,但如果說續航力爆表,螢幕回應更快、直接相容 iOS 應用生態等,其實都是能明顯感覺且具實用性的變化。

為了強調 M1 晶片帶來的續航改善,蘋果發表會直接使用「史上續航最長」比喻,突顯 MacBook Air 和 13 吋 MacBook Pro 續航時長提升。

正常情況下,MacBook 電池續航約 10~12 小時,如果重度使用,可能 6~8 小時後就沒電了。現在配備 M1 晶片的 MacBook Air,續航時長最高可達 18 小時,13 吋 MacBook Pro 更飆升至 20 小時。

如果數據屬實,以後帶新 Mac 出門,單純打字和瀏覽網頁,在外跑一天根本不需要充電,很多場景使用筆電的習慣也將改變。

M1 晶片到來,也為 MacBook 帶來和手機、平板一樣的快速喚醒能力。

發表會時負責軟體的副總裁 Craig Federighi 展示片段:他伸手打開 MacBook,螢幕瞬間亮起,桌布顏色直接照在他臉上,就是在強調「快速回應」特性。

全天候續航、即時喚醒,還有優秀的散熱,其實也是過往搭載 ARM 架構晶片 PC 喜歡炫耀的特徵。比如說當年高通驍龍 8cx 筆電,以及微軟 Surface Pro X 等,東西本身不算新鮮。

但對 MacBook 來說,使用 ARM 晶片是第一次;獲得這些特性,也是第一次。

至於 Mac mini,身為桌機系統,M1 晶片的改善自然就不涉及續航力,重點還是性能提升,以及能耗節省方面。

當然,蘋果也調低新款 Mac mini 的起價,算是不小的驚喜。如果你有體驗 M1 晶片的興趣,Mac mini 會是不錯的入門產品。

我們還留意到 M1 晶片對 Mac 軟體生態的改變。過去 2 年,雖然蘋果很努力號召開發者,將 iOS 應用帶進 macOS 系統,但由於手機、平板和電腦的底層硬體還是不同,並非容易的事。

▲ iPhone 和 iPad 的 App 可直接在搭載 M1 晶片的 Mac 執行,但體驗如何,需要等待測試。

M1 晶片出現 Mac 後,直接解決硬體差異造成的應用互通問題。蘋果已表示,所有搭載 M1 晶片的 Mac,都可直接執行 iOS 上的應用程式。

具體如何搭配,根據蘋果的說法,滑動、點擊和觸控手勢,都將在 Mac 上改以觸控板、鍵盤執行。看來以後拿著 Mac 組隊開《王者榮耀》也不是難事。

總體來看,第一批搭載 M1 晶片的產品,重點還是內在,而非外表。其實蘋果本次「選品」也十分謹慎,如 Air 和 mini 都定位大眾消費級,專業產品線僅 13 吋 MacBook Pro 更換成 M1 晶片,並未影響更高階的產品。

考慮到專業用戶對特定軟體、工作流程的依賴,對設備執行環境會有更高要求,架構轉移完成、軟體全面相容前,蘋果確實不會貿然改變環境。

但可預見的是,從明年開始,16 吋 MacBook Pro 乃至 iMac 等產品線,肯定會推出蘋果自研晶片版,Mac 全系列拋棄英特爾和 x86 架構,也只是時間問題而已。

M1 名稱也預示今後,蘋果還會繼續推出 M2、M3 等晶片,驅動 Mac 體驗改善,以及讓 Mac 嘗試之前無法做到的新硬體,這些都是 M 系列晶片的可能性。

只要這種改進讓 Mac 獲得好評,哪怕棄用 x86,不會對英特爾銷售削減太多,可對其他廠商而言,也是不小的撼動。

40 多年前,蘋果以製造個人電腦起家,逐漸轉變成依賴 iPhone 和各類服務的公司。不少人已覺得,個人電腦為蘋果每季財報占比不到七分之一的業務,已經沒什麼改革的必要。但現在靠自研晶片,Mac 也將走上和 iPhone、iPad 一樣的升級節奏,並在統一和整合生態下,獲得改革原有軟體體驗的機會。

「One More Thing」發表會,蘋果再次向業界表明自製晶片的野心;對 Mac 的未來,蘋果也有新的答案。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:蘋果

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