摘要：上海时间11月11日下午，苹果召开新品发布会，即将发布首款用于Mac笔记本的自研芯片，即苹果此前宣布的“苹果硅”，命名为M1。 与此同时，苹果还推出了三款搭载M1芯片的产品，分别是新一代入门级电脑MacBook Air、新款低端电脑MacBook Pro和新款迷你台式电脑MacMini。 这三款产品的起售价分别为7999元、9999元、5299元。 他们已经接受预订，明天发货。
上海时间11月11日下午，苹果召开新品发布会，即将发布首款用于Mac笔记本的自研芯片，即苹果此前宣布的“苹果硅”，命名为M1。 与此同时，苹果还推出了三款搭载M1芯片的产品，分别是新一代入门级电脑MacBook Air、新款低端电脑MacBook Pro和新款迷你台式电脑MacMini。 这三款产品的起售价分别为7999元、9999元、5299元。 他们已经接受预订，明天发货。
早在去年 6 月的 WWDC2020 峰会上，苹果就即将宣布计划为其 Mac 笔记本产品推出基于 Arm 架构的全新自研芯片，并在五年内逐步用 X86 架构取代英特尔处理器。
那么我们就来看看苹果首款Mac笔记本定制芯片M1到底有多强大。
160亿个晶体管
首先，苹果M1芯片虽然不是A14的简单升级版，但它是基于联发科5nm工艺打造的，而且M1拥有高达160亿个晶体管，相比之前的A14增加了约35.6% 118亿个晶体管。 也低于麒麟9000的153亿个晶体管。
8核CPU：性能和能效远超Intel x86 CPU
CPU部分，M1芯片集成了8个核心，其中4个高性能大核和4个高性能小核。 不过，FSB 尚未公布。 官方称8个CPU核心可以混合使用，辅助处理多线程任务。 。 之前的A14只有两个高性能核心。
苹果还表示，其M1的大核心是目前最强大的核心。 其性能比上一代基于英特尔处理器的 Macbook Air 高出 3.5 倍。 能够带来极强的性能，在多种应用场景下都有出色的表现。
那么苹果是如何实现其M1芯片CUP性能的巨大提升的呢？
众所周知，苹果是目前为数不多的有能力自主设计基于Arm指令集的联通处理器的智能手机厂商之一。 就连三星在推出了几代自研Honey Badger CPU核心后也最终放弃了。 可以说，在自研联通CPU核心方面，苹果的技术实力甚至比骁龙还要强。
早在2013年，苹果就推出了全球首款基于64位ARMv8指令集的联通处理器——苹果A7，并首次应用于iPhone 5S。 相比之下，首款基于 Arm 第一个 64 位 CPU 内核 Cortex-A57 的处理器直到 2014 年才问世。
当时苹果A7的CPU核心采用了苹果自主研发的“Cyclone”微架构，苹果也称之为“桌面级架构”。 看来从那时起，苹果就已经决定在未来的某个时候将自研CPU推向桌面Mac产品。
据 Anandtech 报道，苹果去年推出的 A14 处理器的大核 CPU 采用了全新的“Firestorm”微架构，该架构的解码块长度高达 8 个。 目前，只有IBM POWER10中的P10核心有这样的解码器设计。 。 相比之下，Intel的x86CPU一直只采用4-wide解码器设计，而Arm最新的Cortex-X1核心也只采用5-wide解码器设计。 据悉，Firestorm还拥有强大的正序执行能力。
Anandtech 在分析了苹果公布的 M1 芯片的内部结构后认为，苹果 M1 芯片的核心仍然是 Firestorm 微架构。 不过，M1核心的整体二级缓存升级至16MB，而A14仅有4MB二级缓存。 另外，M1的冰风暴小核心可能发生了重大变化。
△苹果M1内部配光
△苹果A14内部配光
苹果表示，在保证基本性能的同时，M1小核的耗煤量仅为上一代的十分之一，能够高效处理轻量级任务。
大小核心的协同工作不仅保证了CPU的整体性能，还提供了出色的能效比。 苹果表示，与 2012 年 Mac 产品中的处理器相比，M1 芯片的 CPU 能效提高了 3 倍。
根据苹果展示的PPT，在10W帧率限制下，M1芯片可以提供传统X86电脑处理器2倍以上的CPU性能。
8核GPU，性能是竞品的两倍
早在2017年，苹果就宣布未来三年内停止使用Imagination的GPU，转而采用自研GPU。 然而，在接下来的几年里，苹果在自研GPU方面的进展并不顺利。 事实上，开发遇到问题，还是因为无法规避Imagination的相关专利。 明年一月，苹果与 Imagination 重新达成了一项新的多年专利协议。 许可合同。 在此背景下，全新M1芯片的GPU表现也值得期待。
苹果M1配备了8核GPU，GPU核心数量比A14增加了一倍。 再加上5nm工艺的支持，苹果表示M1 GPU兼具性能和能效，可能是世界上最强大的集成显示器。 ，无论是编辑还是播放多路全音质4K视频流等重负载，都毫无压力。
根据苹果公布的数据，在相同帧率下，M1的GPU性能是其他最新电脑芯片的两倍，而在相同帧率下苹果推出首款自研芯片m1，M1的帧率仅为其他电脑笔记本芯片的1/3。 。
16核NPU，算力11TOPS
苹果M1芯片还集成了与A14相同的16核神经网络处理器（NPU），但计算能力仅为11TOPS。 相比之下，A14的NPU计算能力为11.8TOPS。 不知道苹果在提升M1的NPU算力方面有什么考虑？ 不过这一点可以通过CPU和GPU性能的大幅提升来充分补充。
苹果表示，得益于M1强大的人工智能计算能力，搭载M1芯片的产品可以轻松识别照片和视频中的家庭成员和同事，理解自然语音以进行听写，甚至可以分析音频来识别笑声和掌声。 等待。
16GB 统一 DRAM
据悉，M1芯片还支持高达16GB的片上统一显存架构，具有高带宽、低延迟的特点，可以让各种应用程序在CPU、GPU和NPU之间高效共享数据，而无需单独从显卡中读取数据存储芯片。 因此，可以更快地处理各种任务。
借助 M1 处理器，Mac 产品性能和电池续航时间双倍提升
具体到产品上，苹果表示，搭载 M1 的新款 Macbook Air 的 CPU 性能是上一代基于英特尔架构的 Macbook Air 的 3.5 倍，GPU 提升了 5 倍，机器学习性能也提升了 5 倍。 9次。 苹果声称其整体性能超过98%的PC电脑。
与上一代基于Intel处理器的Macmini相比，基于M1芯片的新款Macmini的CPU性能提升了3倍，GPU性能提升了6倍，机器学习性能提升了15倍。 整体性能比其他畅销PC高出5倍，但体积却只有它们的1/10。
从跑分来看，根据网上已经曝光的疑似搭载M1处理器的设备的Geekbench5跑分来看，M1的单核跑分为1634，多核跑分为7220。作为对比， A14在单核基准测试中得分为1583，在多核基准测试中得分为4198； 搭载英特尔酷睿 i9 处理器的 16 英寸 MacBook Pro 在单核基准测试中得分为 1096，在多核基准测试中得分为 6869。 从跑分结果来看，M1的性能已经超越了Intel Core i9（赛扬i9-9880）处理器。
在具体应用性能提升方面，苹果表示，搭载 M1 芯片的新款 MacBook Air 在 Final Cut Pro、Xcode、Logic Pro 和 Adob??e Lightroom 等专业生产力软件中的性能显着提升。
例如FinalCutPro的转码率提升高达3.9倍；
Xcode项目创建速度最快提升3.6倍；
LogicPro中的AmpDesigner插件数量可增加2.5倍；
Adobe Lightroom 最快图像导入速度提高了 2.3 倍。
苹果软件工程中层总裁Craig Federighi也表示，基于M1芯片的Mac运行JavaScript的速度可以快1.5倍，响应速度也快1.0倍。
续航方面，得益于M1的高能效，其续航时间也较上一代Macbook提升了一倍。 苹果表示，新款 MacBook Air 的电池续航时间可达 18 小时，新款 MacBook Pro13 的电池续航时间更是达到了破纪录的 20 小时。 允许用户在不连接电源的情况下延长中国联通的办公时间。 据悉，更高的芯片耗煤比也意味着实现相同性能所需的发热量更低，因此新款 MacBook Air 可以再次回归无吊扇设计，实现高性能与低噪音的兼具。
软硬件统一
从首款自研芯片iPhone 4开始，苹果就一直在推动跨平台软硬件的统一。 此前，iPhone、iPad、Apple Watch等产品均采用了苹果基于Arm架构和苹果自有系统的自研芯片。 但只有在苹果的Mac笔记本上，仍然使用基于X86架构的英特尔处理器。 由于底层硬件的差异，苹果在系统软件生态上形成了割裂。 中国联通设备有一套软硬件系统，Mac产品有一套软硬件系统。
随着苹果自研Mac芯片的推出，将进一步提升苹果整体软硬件集成优化和集成能力。 如此一来苹果推出首款自研芯片m1，苹果的iPhone、iPad、Mac等产品将全部基于相同的Arm芯片架构，从而实现外设硬件生态系统的共享。 更重要的是，这也将彻底打通iPhone、iPad、Mac的系统软件生态。 在 Mac 笔记本上同时运行 iPhone 和 iPad 软件将不再是问题。
在此前的WWDC2020峰会上，苹果表示，开发者无需任何改动，也可以在基于其自研处理器的Mac产品上正常使用iOS和iPadOS应用程序。 新推出的 macOS BigSur 系统已经能够平滑、无缝地过渡到 Apple Mac 芯片。
为了让开发者能够更轻松地将原本运行在基于 X86 的英特尔芯片上的 Mac 应用程序适配到苹果自研的 Mac 处理器上，苹果还提供了一系列工具。 例如Universal2，可以帮助开发者创建可以同时运行在x86和Arm架构芯片上的应用程序，可以手动将Intel处理器编译的指令翻译成Apple Arm芯片可以理解的指令，从而使Apple Arm芯片可以直接运行原始的x86筹码。 平台应用Rosetta2。
在昨天的发布会上，苹果表示，目前基于M1芯片的Mac产品已经可以运行各种苹果原生应用程序。 M1芯片还将在下个月支持Lightroom，今年将支持Photoshop。 所有应用程序在M1芯片上运行都非常流畅，渲染效果也很出色。
可以预见，随着M1的顺利推出以及在Mac产品中的成功应用，苹果用自研Mac芯片替代英特尔X86处理器的计划可能会进一步加速，可能需要不到三年的时间才能完成替代。 虽然，凭借苹果自身强大的出货能力，自研Mac芯片的成本远高于采购英特尔处理器的成本。