25年了，芯片處理器到底發(fā)生了多大的變化

2020年11月10日，蘋果發(fā)布了他們?nèi)碌腗acBook系列，這并不是一個(gè)普通的版本更新，而是發(fā)生了巨大的變化，CPU架構(gòu)在Mac系列中開始變化過渡。

早在06年的時(shí)候，蘋果就開始過新的選擇，只是當(dāng)時(shí)放棄了IBM的PowerPC ISA處理器，轉(zhuǎn)而支持英特爾的X86架構(gòu)。得益于人家再軟硬件之間的垂直集成，才能迅速的迎來變革。 新的處理器稱為Apple M1，是蘋果首款針對(duì)Mac設(shè)計(jì)的Soc，它具有4個(gè)性能內(nèi)核，四個(gè)效率內(nèi)核和一個(gè)8-GPU內(nèi)核的GPU，在5nm的工藝節(jié)點(diǎn)上具有160億個(gè)晶體管，新的Soc命名方案，暫時(shí)來看像是A14X。官方稱，10W的TDP上可以提供兩倍于傳統(tǒng)筆記本的性能，3倍能效。8核GPU，包含128個(gè)執(zhí)行單元，最高24576個(gè)并發(fā)線程，達(dá)到了2.6TFlops浮點(diǎn)性能，820億/秒的紋理填充率，410億/秒的像素填充率。

先跑個(gè)分？

這是網(wǎng)友發(fā)現(xiàn)的一款名為「MacBook Air 10,1」的設(shè)備登上了 GeekBench 5 的頁面，相信就是即將在下周開售的新款 Macbook Air。其中處理器頻率為 3.2GHz。這款設(shè)備單核得分為 1687，多核得分則為 7433。目前，這款 MacBook Air 是蘋果芯片中分?jǐn)?shù)最高的設(shè)備，作為對(duì)比，搭載 A14 的 iPad Air 的單核得分最高為 1585，多核得分最高是 iPad Pro，得分為 4647。如果和 X86 架構(gòu)的處理器對(duì)比，M1 的分?jǐn)?shù)與 i7-9700K 比較接近，目前 i7-9700K 的多核得分是 7273。

Apple M1 SoC：適用于Mac的A14X

這種將DRAM嵌入Soc的方式對(duì)蘋果來說并不是新設(shè)計(jì)，在A12上就是這樣的，對(duì)于高端芯片，這樣設(shè)計(jì)是為了考慮更高的TDP，因此，將DRAM放在芯片側(cè)面而不是頂部有助于有效的散熱。這也意味著使用的是128位的DRAM總線，與上代AX芯片一樣。

我們可以在左側(cè)看到M1的四個(gè)Firestorm高性能CPU內(nèi)核。請注意，大量的緩存– 12MB緩存是驚喜之一，因?yàn)锳14仍僅具有8MB的L2緩存。此處的新緩存看起來被分成3個(gè)更大的塊，這對(duì)于考慮到Apple在此新配置中從8MB過渡到12MB而言是有道理的，畢竟它現(xiàn)在有4個(gè)內(nèi)核而不是2個(gè)內(nèi)核使用。 同時(shí)，在SoC中心附近發(fā)現(xiàn)了4個(gè)Icestorm效率核心，在該核心上方，我們找到了SoC的系統(tǒng)級(jí)緩存，該緩存在所有IP塊之間共享。 最后，8核GPU占用了大量的裸片空間，位于該裸片的上部。 M1最有趣的地方是它與Intel和AMD的其他CPU設(shè)計(jì)相比。上述所有模塊仍然僅覆蓋整個(gè)芯片的一部分，并具有大量的輔助IP。蘋果公司提到M1是真正的SoC，其中包括以前Mac筆記本電腦中的幾個(gè)分立芯片的功能，例如I / O控制器以及Apple的SSD和安全控制器。

蘋果聲稱它是全球最快的CPU內(nèi)核。借助其額外的緩存，M1中使用的Firestorm內(nèi)核比我們今天將要使用的A14更快，因此蘋果聲稱擁有世界上最快的CPU內(nèi)核似乎是非常合理的。

整個(gè)SoC具有龐大的160億個(gè)晶體管，比最新iPhone中的A14高35％。如果蘋果公司能夠使兩個(gè)芯片之間的晶體管密度保持相似，那么我們應(yīng)該期望芯片尺寸約為120mm2。這將比蘋果MacBook內(nèi)部的上一代英特爾芯片小得多。從所有指標(biāo)來看，切換到x86都是Apple的一大勝利。但是，這種過渡的成本來自軟件方面。開發(fā)人員將需要開始使用Apple最新的工具鏈來生成可以在PPC和x86 Mac上運(yùn)行的通用二進(jìn)制文件-并且并非所有Apple以前的API都可以過渡到x86。開發(fā)人員當(dāng)然可以跳過，但這是一個(gè)沒有真正先例的過渡。

我們將2020年的Apple M1處理器對(duì)比1985年的ARM1芯片的處理器，25年了，芯片處理器到底發(fā)生了多大的變化？

ARM1有25000個(gè)晶體管，而Apple M1有160億個(gè)晶體管，M1的物理大小大概是ARM1的兩倍，如果ARM1使用相同的技術(shù)，跟M1比起來，將會(huì)是一個(gè)像素斑點(diǎn)那么小就可以做出來，相反，如果M1使用ARM1的技術(shù)，大概要跟4.2米的客廳那么大...... ARM1是3um的工藝，AppleM1是5nm工藝。 1.5umvs 5nm ARM1單處理器，M1有4個(gè)高性能CPU核心，4個(gè)CPU核效率，具有神經(jīng)引擎，8核GPU。 ARM1處理器運(yùn)行速度是6MHz，M1的運(yùn)行速度達(dá)到3.2GHz，單單速度提高了500倍以上。ARM1采用84mm封裝，寬30mm，M1封裝縮小，約21mm寬，并帶有DRAM模塊。ARM1主板上是黃色的陶瓷圓盤電容，M1芯片周圍都是0402封裝的電容。

細(xì)微查看ARM1芯片，會(huì)看到它的功能塊，例如100字節(jié)的寄存器和基本的32位ALU。在M1芯片上，大小相似的功能塊是12 MB的高速緩存和完整的64位CPU內(nèi)核。它顯示了摩爾定律在過去35年中進(jìn)行的事情，電子技術(shù)日新月異的高速發(fā)展！

順便多說一下，同時(shí)新發(fā)布了3款MacBook，究竟有多強(qiáng)，這里不介紹了，大家可以去官網(wǎng)查看，每款都有不同配置，搭載Apple M1芯片，性能這么強(qiáng)，續(xù)航時(shí)間這么長，價(jià)格低了這么多，裙主瞬間覺得手上18款的MacBook Pro不香了，買它？殘血版新MacBook Air 256G版本7999元起。 滿血版新MacBook Air 512G價(jià)格9799元起。 新MacBook Pro 13 256G價(jià)格9999元，512G版11418元。 新Mac mini 256G價(jià)格5299元，相比intel版香太多了。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：蘋果新發(fā)布的Apple M1 SoC處理器，對(duì)比25年前第一代ARM1，性能強(qiáng)了多少？

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