苹果M1芯片解读。

11月11日,在这个特殊的节日里,苹果正式发布了自研芯片M1,这也就意味着Mac迎来了第三次平台更迭。


1994年,Mac从摩托罗拉68000转向IBM的PowerPC平台。到了2005年,苹果与英特尔合作,倒向了性能更强的X86。2020年,Mac开始搭载苹果自研M1芯片,苹果表示,预计花费两年时间让整个产品完成过渡。


在M1芯片问世前,由于英特尔多次出现生产延期的情况,使得后续Mac迭代缓慢,性能提升不明显,同时还影响了该产品线的规划和时间。


如今,有了M1芯片的加入,Mac系列能否跳出这个坑呢?也许可以,但具体还要看苹果这款自研芯片的实际的表现了。


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刚一出生,就已经封神的M1


M1是首款专为Mac设计的自研芯片,同时也是苹果第一款采用5nm制程工艺打造的个人电脑芯片。


值得一提的是,与普通电脑上的芯片设计不同,M1是一颗集成式芯片,CPU、GPU、缓存等全部集成在了一起,而且采用了苹果自创的封装技术。正因如此,M1内部集成多达160亿晶体管,其数量超过目前所有的苹果芯片。


集成式芯片的好处在于改变了此前Mac一直采用不同芯片来承担中央处理器、输出、安全等功能,并带来了强大的性能和能效。


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M1芯片的CPU采用8核心设计,包括4个高性能核心和4个高能效核心。每个高性能核心都提供出色的单线程任务处理性能,并在允许的范围内将能耗降至最低。而4个高能效核心的性能同样十分强悍,但耗电量却只有之前的十分之一,它们一起能提供和现有双核MacBook Air相近的性能,同时耗电量显著减少。


GPU方面同为8核心设计,可同时运行将近25000个线程。此外,该芯片还拥有2.6万亿次浮点运算的数据处理能力,几乎超越了市面上大多数集成显卡。


在发布会上,苹果对比了最新的PC处理器,在10W功耗下,M1的CPU性能是友商的两倍,在同性能下功耗仅为英特尔芯片的四分之一。而GPU在10W功耗水平线时,同样具备友商两倍的性能,同性能下功耗仅为三分之一。


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M1内置苹果最新的神经网络引擎,采用16核架构,每秒能进行11万亿次计算,机器学习能力最高可提升15倍。


不仅如此,M1芯片还搭载了许多定制技术,包括苹果最新的图像处理器(ISP),通过对画面进行降噪、扩展动态范围和优化自动白平衡,以此来提升视频;最新的安全隔离区,可以更好的保护用户个人信息,防止隐私泄漏;存储控制器配备了AES加密硬件,让你的固态硬盘变得更快、更安全;全新的媒体编码与解码引擎,保持性能输出的同时,进一步延长了电池续航时间;苹果自主设计的雷霆控制器支持USB 4,传输速率最高为40Gb/s,并兼容各种外设。


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另外,最新的macOS Big Sur针对M1芯片进行了精心设计,以便让它更好地发挥出各项功能和性能。


可能会有用户担心应用生态会出现什么样的变化,为此苹果给出了三种不同应用的解决方案,分别是Universal通用应用、Rosetta 2转译应用以及原生ARM应用。其中,Universal是横跨ARM和X86平台的应用,目前以后部分开发者将自家软件转向Universal,例如Adobe的Lightroom,Photoshop则会在明年更新。


那些原生的X86编译应用则可以通过苹果提供的Rosetta工具,转译成可以在ARM平台直接运行的应用,虽然会损失一些性能,但是可以极大提升兼容性。


至于ARM原生应用,它们能够直接在macOS、iOS和iPadOS上运行,相当于苹果打通了小屏到大屏的主要设备。


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简单点来讲,苹果想要告诉大家的是,无需担心软件兼容问题,搭载M1芯片的Mac可以放心购买。


购买新款Mac需要注意的事项


看到M1芯片的理论表现,想必已经有不少用户愿意为此而买单了吧。不过需要注意的是,目前搭载M1芯片的Mac设备均不支持外接显卡。


外媒AppleInsider已确认,新款Mac mini、MacBook Air以及MacBook Pro只能使用M1芯片自带的GPU,不支持外接显卡。此外,苹果从这三款设备的兼容配件列表中删除了官方推荐的外接显卡解决方案Blackmagic eGPU。目前,还不清楚未来的Apple Silicon芯片是否会恢复对Blackmagic eGPU的支持。


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除了暂时不支持外接显卡外,无法在搭载M1的Mac设备上运行原生的Windows 10系统。


据外媒报道称,微软拒绝为ARM版Mac提供Windows 10 for ARM系统。虽然苹果官方工具Rosetta 2可将基于X86平台的应用转译到Apple Silicon平台,但是同样存在一些限制。


最新的披露技术文档显示,那些模拟Windows 10环境运行的虚拟化软件均无法使用Rosetta 2进行转译,比如Parallels、VMWare等虚拟机。此外,Rosetta 2不支持翻译内核拓展,也就是说macOS自带的Boot Camp将无法使用。


按照苹果的说法,经过Rosetta 2转译的X86应用运行效率普遍偏低,无法和本地App相媲美。如果你平时需要用到一些Windows的应用,现在解决方法有三种:


1.等Parallels、VMWare的开发者针对M1芯片进行原生适配,但显然需要很长时间。

2.准备两台电脑,一台新Mac,一台Windows本。

3.先暂时保持观望,等待问题解决。


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总结



就目前来看,虽然苹果允许在搭载M1芯片的Mac上直接运行iOS应用,但是大部分开发者选择自家App暂时不上架Apple Silicon平台,可能是为了给用户带来更好的软件体验,正在努力做系统适配,毕竟iPadOS上的应用就是手机端的放大版,那个体验是真的很糟糕。


搭配最新的macOS Big Sur,新Mac设备运行一些系统自带的本地应用肯定是没问题的,例如视频剪辑软件iMove、PPT演示App Keynote、音乐制作应用Logic Pro X、编程工具Xcode等。简单点来讲,一些常用的应用,在新Mac设备上都可以正常使用,其他第三方应用可能还需要等上一段时间。


要说M1芯片强吗?答案是肯定的,不仅为新Mac设备带来了翻倍的性能提升,还进一步延长了设备的续航时间。或许这些都只是M1芯片的冰山一角,未来我们将看到它完整的形态,最终为用户带来前所未有的产品体验。