北京时间11月11日凌晨，苹果召开新品发布会，正式发布首款自主研发的适用于Mac电脑的芯片，命名为“Apple Silicon”苹果公司此前曾宣布。对于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笔记本MacBookAir、全新高端笔记本MacBook Pro、以及全新迷你桌面版 Mac Mini。这三款产品的起售价分别为7999元、9999元和5299元。目前已接受预订，将于下周发货。
早在今年6月的WWDC2020大会上，苹果就正式宣布将为其Mac电脑产品推出一款基于Arm架构的全新自研芯片，并两年内计划逐步取代X86架构的Intel处理器。
那么我们就来看看苹果首款Mac电脑定制芯片M1到底有多强大。
160 亿个晶体管
首先，苹果的M1芯片似乎并不是A14的简单升级版。虽然采用台积电 5nm 工艺打造，但 M1 的晶体管数量高达 160 亿个，相比之前 A14 的 118 亿个晶体管增加了约 35.6%。也高于麒麟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。但主要频率尚未公布。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只有两个高性能大核心。
苹果还表示，其M1的大核心是目前最强大的核心。与上一代基于Intel处理器的Macbook Air相比，其性能提升了3.5倍。它可以在多种应用中带来极其强大的性能。在所有应用场景下均表现出色。
那么苹果是如何实现其M1芯片CPU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独立设计基于Arm指令集的移动处理器的智能手机厂商之一。就连三星在推出几代自研的Mongoose CPU核心后，最终还是放弃了。可以说，在自研移动CPU核心方面，苹果的技术实力甚至比高通还要强。
早在 2013 年，苹果就推出了全球首款基于 64 位 ARMv8 指令集的移动处理器 Apple A7，并首次应用在iPhone 5S 上。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 年才正式推出。
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”。或许从那时起，苹果就决定在未来的某个时候将自研的CPU推向桌面Mac产品。
据Anandtech介绍，苹果今年推出的A14处理器的大核CPU采用了全新的“Firestorm”微架构，其宽度高达8解码块，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目前的x86 CPU仍然只采用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。此外，Firestorm还具有强大的乱序执行能力。
Anandtech 在分析了苹果发布的 M1 芯片内部结构图后认为，苹果 M1 芯片的大核心依然是 Firestorm 微架构，但 M1 的 4 个 Firestorm 核心的二级缓存升级到了 12MB，相比A14的只有8MB。 2 级缓存。另外，M1的Icestorm小核心可能也进行了重大修改。
△苹果M1内部结构图
△苹果A14内部结构图
苹果表示，在保证基本性能的同时，M1小核心的能耗仅为上一代的十分之一，可以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产品中安装的处理器相比，M1芯片的CPU能效提高了三倍。
根据苹果展示的PPT，在10W的功耗限制下，M1芯片可以提供传统X86笔记本处理器2倍以上的CPU性能。
8核GPU，性能是竞品的两倍
早在2017年，苹果就宣布将在未来两年内停止使用Imagination的GPU，转而使用自研GPU。然而，在接下来的几年里，苹果在自研GPU方面的进展似乎并不顺利。或许是在研发上遇到了问题，又或许是因为难以避开Imagination的相关专利。今年 1 月，苹果与 Imagination 达成了一项新的多年协议。专利许可协议。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的GPU兼顾了性能和能效，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个全质量 4K 视频流和其他重负载，都没有压力。
根据苹果公布的数据，在相同功耗下，M1的GPU性能是其他最新笔记本芯片的两倍，而在相同功耗下，M1的功耗仅为其他笔记本芯片的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11.8 TOPS。不知道苹果降低M1的NPU算力是出于什么考虑？不过，这完全可以通过CPU和GPU性能的显着提升来弥补。
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人和朋友，理解自然语音进行听写，甚至分析音频识别笑声、掌声等。
16GB 片上 DRAM
此外，M1芯片还内置高达16GB的片上统一内存架构，具有高带宽和低延迟的特点，可以让各种应用程序在CPU、GPU和NPU之间高效共享数据，而无需从外部读取数据。分别是存储芯片。以便更快地处理各种任务。
有了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，机器性能学习也得到了提高。 9次。苹果声称其整体性能超过98%的PC笔记本电脑。
与基于英特尔处理器的上一代 Mac mini 相比，基于 M1 芯片的新款 Mac mini 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高出五倍，但尺寸仅为其他畅销PC的1/10。
从跑分来看，根据此前网上曝光的一款疑似搭载M1处理器的设备的Geekbench 5跑分，M1的单核跑分为1634，多核跑分为7220。相比之下，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（Core i9-9880）处理器。
在具体的应用性能提升方面，苹果表示搭载M1芯片的新款MacBook Air在Final Cut Pro、Xcode、Logic Pro、Ad等专业生产力软件中具有更出色的表现obe Lightroom 等 性能得到了显着提高。
例如，Final Cut Pro 的转码速度提升高达 3.9 倍；
Xcode的项目构建速度提升了3.6倍；
Logic Pro 的 Amp Designer 插件数量可增加至 2.5 倍；
Adobe Lightroom 的图像导出速度最高提升了 2.3 倍。
苹果软件工程高级副总裁 Craig Federighi 也表示，基于 M1 芯片的 Mac 运行JavaScript 的速度提高了 1.5 倍，响应速度也提高了 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 续航时间可达 18 小时，新款 MacBook Pro 13 的电池续航时间破纪录为 20 小时。它允许用户在旅途中工作更长时间，而无需插入电源。此外，更高的芯片能耗比也意味着实现相同性能时产生的热量更低，因此新款 MacBook Air 可以再次回归无风扇设计，实现高性能和低噪音的兼具。
软件硬件
的统一从第一款采用自研芯片的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自研芯片以及基于Arm架构的苹果自有系统。但只有苹果的Mac电脑仍然使用基于X86架构的英特尔处理器。由于底层硬件的差异，苹果的系统软件生态也存在分裂。移动设备是一套硬件和软件系统，Mac产品是一套硬件和软件系统。
随着苹果自研Mac芯片的推出，苹果整体软硬件集成优化和集成能力将进一步增强。苹果的iPhone、iPad、Mac等产品将全部基于相同的Arm芯片架构，从而实现外围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 电脑上同时运行 iPhone 和 iPad 软件将不再是问题。
在此前的WWDC2020大会上，苹果表示开发者无需任何修改，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 Big Sur 系统还可以平滑、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X86架构Intel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，Universal 2帮助开发者构建可以在x86和Arm架构芯片上运行的应用程序，可以自动将为Intel处理器编写的指令翻译成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指令x86 平台应用程序 Rosetta 2.
在今天的发布会上，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，并在明年支持Photoshop。所有应用程序在M1芯片上运行都非常流畅，渲染效果非常出色。
可以预见，随着M1的顺利推出以及在Mac产品中的成功应用，苹果使用自研Mac芯片替代英特尔X86处理器的计划可能会进一步加速，并且替代可能会在不到两年的时间内完成。毕竟凭借苹果自身强大的出货能力，自研Mac芯片的成本远低于采购英特尔处理器的成本。
责任编辑AJX
