苹果首款自研Arm架构Mac芯片M1已经亮相一个多月了。近一个月来，多项基准测试结果显示，M1芯片的性能不仅超越了过去所有苹果自研芯片，还超越了众多x86架构或Arm架构的竞品。
然而，领先性能的背后，苹果M1芯片的设计细节却成了“谜”。即使在双十一凌晨举行的发布会上，苹果也没有过多透露M1的具体架构。
不过，苹果在会议PPT中展示了M1芯片的封装和架构概念图，这张概念图成为极客们发现M1芯片设计细节的“藏宝图”。另外，分析机构System Plus Consulting发布了一张M1芯片模块的模糊图。
借助这两张图和其他信息，美国科技媒体EE Times发布了对苹果M1芯片的最新技术的详细解读。 Core EastWest整理全文如下：
一、苹果M1芯片三大创新解读
据 EE Times 报道，苹果的 M1 芯片在内存、GPU 和通用逻辑单元方面做出了创新。
首先，在M1芯片内存和GPU的设计过程中，苹果芯片设计者借鉴了移动处理器的设计方法。
内存方面，M1芯片几乎没有留下专门用于系统缓存的空间。为了最大限度地提高芯片性能和散热能力，M1芯片借鉴了移动处理器的设计方法，使DRAM在物理上靠近AP（应用处理器）。
在移动处理器的“层叠封装”架构中，内存将堆叠在AP上。同样，M1芯片采用“统一内存架构（UMA）”，通过将LPDDR4X DRAM集成到封装中来释放芯片面积。
凭借“统一内存架构”，M1芯片的CPU核心和GPU核心可以同时访问DRAM。
GPU方面，M1芯片上为GPU核心分配了很大的面积。 EE Times 撰文称，这种设计方法也在一定程度上借鉴了移动应用处理器的设计。
其次，Apple 芯片设计人员将功能内置到 M1 芯片通用逻辑单元的固件中，以使 CPU 内核能够处理更苛刻的任务。
苹果联合创始人史蒂夫·乔布斯曾引用计算机科学家艾伦·凯的名言，“真正重视软件的人应该开发自己的硬件”。 EE Times认为，M1芯片独特的通用逻辑单元设计就是这一理念的体现。
2.根据热成像图片确定M1芯片上的核心位置
EETimes文章指出，M1芯片采用“倒装芯片”技术封装，该技术通常用于封装当今最先进的芯片。在封装过程中，技术人员在芯片连接点长出“凸块”，然后将芯片翻转过来，使凸块直接连接到基板上（substrate）。
采用这种方式封装的芯片可以在红外线下显示出更清晰的平面图。据此，EE Times 分析了分析机构 MuAnalysis 制作的 M1 芯片的热成像图片。
在运行计算任务时，M1芯片的热成像图像显示出亮黄色区域，这表明M1芯片上的高性能核心正在执行计算。
结合之前M1芯片的Geekbench 5基准测试结果，EE Times确定了高性能核心Firest或m核心和节能IceStorm核心的位置。
此外，EE Times 还发现 M1 芯片的 BGA 基板上并排安装了两块完全封装的 LPDDR4X DRAM。这个设计与苹果之前iPad中使用的A12X芯片和A12Z芯片非常相似。
除了热成像图像之外，EE Times 还分析了 M1 芯片的 CT 扫描图像。
根据分析机构System Plus Consulting制作的CT扫描图像显示，M1芯片的表面和基板上都集成了去耦电容器。
近年来，苹果的iPad产品呈现出向PC产品演进的趋势。例如，苹果今年发布的 iPad Pro 就有这样的宣传语：“你的下一个电脑，何必还要电脑呢？”
上述产品趋势引发了苹果移动处理器将扩展到PC处理器的猜测，而M1的发布正好证实了这一点。
EE Times 撰文称，苹果使用自研芯片产品可能会比使用其他品牌带来更大的成本优势。如果能够对M1芯片进行更详细的拆解，我们或许能够得到更详细的成本分析。
结论：更多关于M1的技术细节还有待解答
近十年来，苹果自研芯片版图逐渐从移动处理器扩展到Mac处理器，并从使用Intel架构逐渐转向Arm架构。
自今年11月苹果首款自研Mac芯片M1首次亮相以来，各种基准测试结果都表明M1芯片具有超强的功能。 M1芯片的技术细节也成为半导体行业的“未解之谜”之一。
通过分析苹果发布的概念图，以及M1芯片的热成像图像和CT扫描，EE Times解读了苹果M1芯片的一些独特设计。不过，M1芯片仍有技术细节有待解答，期待未来更全面、更权威的分析。
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