ios16|陈根:从无到有和从有到优,苹果迈向“芯”自由( 三 )


除此之外 , M1芯片则是苹果打开的再一个时代 。 2020年 , 苹果发布了自研芯片Apple Silicon的第一代产品——M1芯片 。 首批搭载M1芯片的Mac产品共有三款:MacBook Air、13寸MacBook Pro和MacMini 。
要知道 , 优化芯片的功耗(Power)、性能(Performance)和面积(Area)是设计芯片的重要准则 。 比如 , 为了提升芯片的性能 , 可以加入多级流水线、增加总线宽度、或者增加各种硬核处理单元 , 但此时就很有可能会付出更高的功耗、以及更大的芯片面积作为代价 。 反之 , 如果想要设计低功耗的芯片 , 那也很有可能需要牺牲一部分芯片的性能 。 也就是说 , 在实际工程实践中 , 功耗、性能和面积往往都是相互折中、互相平衡的关系 。
然而 , 苹果的M1芯片却展现出了功耗、性能和面积兼顾的效果 。 在高性能和低功耗这两个往往此消彼长的维度里 , M1芯片同时取得了极大的提升 。 除了CPU之外 , M1里的GPU也取得了类似的性能提升和功耗下降 。 苹果表示 , M1有着当前世界上最好的CPU每瓦性能 , 以及当前世界上最快的集成显卡 。
究其原因 , 一方面 , M1是目前世界上第一个、也是唯一一个使用了台积电5纳米工艺的笔记本处理器芯片 , 其中包含了160亿支晶体管 。 根据台积电的数据 , 和前一代的7纳米工艺相比 , 使用5纳米工艺制造的晶体管:密度提升80% , 速度提升15% , 功耗降低30% 。 有了新的制造工艺 , 就可以在芯片面积保持不变的情况下 , 往一颗芯片里塞进去更多的晶体管 , 并且功耗更低、性能更高 。
另一方面 , 苹果的UMA结构中 , 让原本在电路板上的内存颗粒 , 整合到芯片的封装里 。 这使得芯片上的CPU、GPU、AI引擎都能够更快的访问到内存 , 同时也大幅降低了数据传输的功耗 。 此外 , 各个模块之间可以共享内存 , 也省去了很多数据搬运、拷贝的开销 。
此外 , 更重要的是 , 苹果M1芯片协同深度优化了苹果软硬件——至今 , 结合软硬件、操作系统和生态做深度优化 , 都是苹果独有的 。 苹果M1芯片的发布 , 正式完成了这个生态的闭环 , 事实上 , 正是这种封闭的生态才有可能成就像M1芯片这样的技术 。
而此次苹果全球开发者大会2022中 , 根据苹果的介绍 , M2芯片采用5nm制程 , 集成了200亿个晶体管 , 比M1多出25% 。 相比上一代M1 , M2的性能高出18% 。 M2在性能增强的基础上 , 功耗做到了进一步降低 。 苹果声称 , M2同功耗下的性能是最新10核PC笔记本电脑芯片性能的1.9倍 。
看起来 , M2更像是M1的升级版 。 而搭载了这颗新芯片的MacBook Air , 外观进行了重新设计 , 一改过去坚持了十多年的楔形形态 , 采用了直角切边使外观更方形 , 更接近于MacBook Pro 。
但无论如何 , 从两年前苹果宣布桌面芯片自研计划 , 宣布用两年时间完成从英特尔芯片向苹果自研芯片的过渡至今 , “两年之约”里 , 苹果都如愿摆脱了英特尔的束缚 , 几乎实现了Mac产品线自研芯片的全面替换 。 并且 , 不论是前无古人的M1系列芯片 , 还是逐步下放到IoT的A系芯片 , 都使苹果的硬件拥有了几近一致的体验 , 并在此基础上建立出了所谓的生态 。
【ios16|陈根:从无到有和从有到优,苹果迈向“芯”自由】从无到有 , 从有到优 , 苹果能收获那么多关注 , 成为帝国一般的存在 , 不是没有理由的 。

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