新浪数码|开发者现身说法 苹果M1芯片为何比高端英特尔CPU还要快?

新浪数码讯 12月1日消息 , 苹果最新发布的M1芯片很有话题性 , MacBook Air/Pro搭载M1芯片后 , 与自己的macOS Big Sur操作系统一起成功完成了硬件和软件的生态闭环 。 M1版Mac的测试数据甚至超过了不少高端英特尔产品 。 开发者Erik Engheim近日分享了对M1芯片的深入分析 , 揭秘了M1芯片为什么比一些高端英特尔处理器还要快 。

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M1芯片为何比高端英特尔处理器还要快?
【新浪数码|开发者现身说法 苹果M1芯片为何比高端英特尔CPU还要快?】首先 , M1芯片并不是一个普通的处理器 , 正如苹果公司所说 , 它是一个系统级芯片 , 即一系列芯片都被安置在一个硅片封装中 。 苹果设计了M1片上系统(SoC) , 这颗芯片采用5纳米制程工艺 , CPU、GPU、缓存集成在一起 , 其中包含160亿个晶体管 , 在一颗M1芯片上完全集成了8核心CPU、8核心GPU(部分MacBook Air机型为7核)、16核心的神经网络引擎 , M1的集成显卡采用最多8个核心 , 可同时运行将近25000个线程 , 拥有每秒2.6万亿次浮点运算的数据处理能力 。

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8核心CPU、8核心GPU
英特尔和AMD也在单一封装中内置多个微处理器 , 但苹果之所以有优势 , 是因为苹果没有像竞争对手那样专注于通用CPU核心 , 而是专注于处理专门任务的专用芯片 。 通俗点说 , M1芯片在苹果的这套生态里才能发挥最强性能 。
除了 CPU(拥有高性能和高效率的内核)和 GPU , M1还有一个神经引擎 , 用于处理语音识别和摄像头处理等机器学习任务 。 内置视频解码器 / 编码器 , 用于视频文件的高能效转换 。 安全加密器用于处理加密 , 数字信号处理器用于处理解压音乐文件等数学密集型功能 , 图像处理单元则加快了图像处理应用所做的任务 。
值得一提的是 , M1芯片还有一个新的统一内存架构 , 让CPU、GPU和其他核心之间相互交换信息 , 通过统一内存 , CPU和GPU可以同时访问内存 , 而不是在一个区域和另一个区域之间复制数据 。 访问同一个内存池 , 而不需要复制 , 加快了信息交换的速度 , 从而提高整体性能 。
所有这些具有特定用途的芯片都能加快特定任务的速度 , 这就是很多用M1版Mac进行图像和视频剪辑明显感到速度提升的主要原因 。 用户做的很多任务 , 都可以直接在专门的硬件上运行 。 这就是为什么即使是入门款的M1版Mac Mini也能对轻松的对大视频文件轻松编码 , 而高配的iMac即使风扇都开足马力 , 依然很吃力 。
苹果公司的这个转型非常彻底 , 专用芯片做特定的工作 , 这是未来PC是一个大方向 。 不过对于英特尔和AMD来说 , 这条路并不好走 , 依然销售通用CPU , 出于授权原因 , 戴尔和惠普等PC制造商很可能无法像苹果那样在内部设计出完整的SoC 。
苹果最大的优势在于 , 苹果能够将硬件和软件整合在一起 , 这是大多数其他公司无法复制的 , 这也是iPhone和 iPad比其他智能手机和平板电脑更具优势的地方 。
最后 , Engheim认为 , 英特尔和AMD 由于CISC指令集的限制 , 以及他们的商业模式 , 不容易为PC 厂商打造端到端的芯片解决方案 。
当然 , 这不是全盘否定了英特尔和AMD , 也并不是说在销售的英特尔版MacBook Pro速度就很慢 , 重要的是M1代表了苹果公司对未来笔记本核心的展望 。 (于泽)

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