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          蘋果新發(fā)布的Apple M1 SoC處理器,對比25年前第一代ARM1,性能強了多少?

          共 2626字,需瀏覽 6分鐘

           ·

          2020-11-17 09:37

          來源:Andrei,整理:曉宇
          微信公眾號:芯片之家(ID:chiphome-dy)

          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年的時候,蘋果就開始過新的選擇,只是當時放棄了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Mac設(shè)計的Soc,它具有4個性能內(nèi)核,四個效率內(nèi)核和一個8-GPU內(nèi)核的GPU,在5nm的工藝節(jié)點上具有160億個晶體管,新的Soc命名方案,暫時來看像是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個執(zhí)行單元,最高24576個并發(fā)線程,達到了2.6TFlops浮點性能,820億/秒的紋理填充率,410億/秒的像素填充率。

          先跑個分?

          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 是蘋果芯片中分數(shù)最高的設(shè)備,作為對比,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)的處理器對比,M1 的分數(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的方式對蘋果來說并不是新設(shè)計,在A12上就是這樣的,對于高端芯片,這樣設(shè)計是為了考慮更高的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,因為A14仍僅具有8MB的L2緩存。此處的新緩存看起來被分成3個更大的塊,這對于考慮到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個內(nèi)核而不是2個內(nèi)核使用。

          同時,在SoC中心附近發(fā)現(xiàn)了4個Icestorm效率核心,在該核心上方,我們找到了SoC的系統(tǒng)級緩存,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)計相比。上述所有模塊仍然僅覆蓋整個芯片的一部分,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SoC具有龐大的160億個晶體管,比最新iPhone中的A14高35%。如果蘋果公司能夠使兩個芯片之間的晶體管密度保持相似,那么我們應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上運行的通用二進制文件-并且并非所有Apple以前的API都可以過渡到x86。開發(fā)人員當然可以跳過,但這是一個沒有真正先例的過渡。

          我們將2020年的Apple M1處理器對比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個晶體管,而Apple M1有160億個晶體管,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,將會是一個像素斑點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。

          1.5um?vs 5nm

          ARM1單處理器,M1有4個高性能CPU核心,4個CPU核效率,具有神經(jīng)引擎,8核GPU。

          ARM1處理器運行速度是6MHz,M1的運行速度達到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。

          細微查看ARM1芯片,會看到它的功能塊,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,同時新發(fā)布了3款MacBook,究竟有多強,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,續(xù)航時間這么長,價格低了這么多,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價格9799元起。

          新MacBook Pro 13 256G價格9999元,512G版11418元。

          新Mac mini 256G價格5299元,相比intel版香太多了。


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