10月22日?qǐng)?bào)道，本周三凌晨，蘋果兩款全新電腦芯片M1Pro和M1Max彪悍登場，性能與能效再度較上一代大幅升級(jí)。

此時(shí)距離Mac過渡到蘋果芯片的計(jì)劃時(shí)間已經(jīng)過去一半，而這兩款蘋果迄今打造出的最強(qiáng)芯片，將該計(jì)劃向前推進(jìn)了重要一步。在性能、定制技術(shù)、能效方面，M1系列芯片陣容均領(lǐng)先業(yè)界。

蘋果從整體系統(tǒng)出發(fā)，專門針對(duì)14英寸和16英寸MacBook重新定義芯片設(shè)計(jì)，量身定制出這兩款全新芯片。跟M1芯片一樣，兩款芯片采用蘋果自己定制的封裝方式，實(shí)現(xiàn)高速統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)，是在M1架構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展，因此兩款芯片均仍以M1命名，通過Pro和Max加以區(qū)別。

兩款芯片的CPU運(yùn)行速度相比M1提升最高可達(dá)70%，處理Xcode編譯代碼等任務(wù)更高效，內(nèi)存帶寬與容量也進(jìn)行了大幅提升。

此外，相比M1，M1Pro的圖形處理器運(yùn)行速度提升最高達(dá)2倍，M1Max更是提升最高達(dá)4倍，使得處理圖像工作流速度飛漲。M1Pro和M1Max內(nèi)部集成的媒體處理引擎也經(jīng)過加強(qiáng)，配備ProRes專用加速器，專用于專業(yè)級(jí)的視頻處理。通過采用高能效架構(gòu)，兩款芯片在接入電源或僅靠電池供電時(shí)，均能具備一致的性能表現(xiàn)。

蘋果硬件技術(shù)高級(jí)副總裁JohnySrouji說：“依托中央處理器和圖形處理器性能的大幅提升，最高可達(dá)6倍的內(nèi)存帶寬，新增ProRes加速器的媒體處理引擎，以及其他多種先進(jìn)技術(shù)，M1Pro和M1Max引領(lǐng)蘋果的芯片產(chǎn)品開辟新天地，在專業(yè)級(jí)筆記本電腦領(lǐng)域獨(dú)樹一幟。”

M1Pro和M1Max如何將電腦芯片性能發(fā)揮到極致？我們來完整梳理一下它們的架構(gòu)細(xì)節(jié)信息。

M1Pro：GPU核心對(duì)稱放置，SRAM區(qū)域變得更大

M1Pro采用業(yè)界領(lǐng)先的5nm工藝，封裝多達(dá)337億個(gè)晶體管，是M1的2倍以上，面積約為245mm2。

其定制化封裝延續(xù)此前的特色，將SoC模組和內(nèi)存模組封裝在單個(gè)有機(jī)PCB上，這種方法可能有助于顯著提升能效。

全新10核CPU由8顆高性能核心和2顆高效率核心組成，運(yùn)行速度相比M1提升最高可達(dá)70%。

與最新的8核PC筆記本電腦芯片（英特爾酷睿i7-11800H）相比，M1Pro在同等功耗水平下的CPU性能更可高達(dá)1.7倍，達(dá)到其峰值水平性能的功耗則少了70%。

其GPU最高配置為16核，速度最快達(dá)到M1的3倍以上，速度相較最新款8核PC筆記本電腦芯片集成顯卡最快可達(dá)7倍以上。與PC筆記本電腦所用的大功率獨(dú)立圖形處理器（GeForceRTX3050Ti4GB）相比，M1Pro在性能更強(qiáng)的同時(shí)，功耗減少了70%。

M1Pro內(nèi)部集成了蘋果設(shè)計(jì)的媒體處理引擎，對(duì)ProRes專業(yè)視頻編解碼器進(jìn)行針對(duì)性加速，僅需極低功耗，便可同時(shí)播放多條高質(zhì)量畫面的4K及8KProRes視頻。

外媒AnandTech對(duì)M1Pro的內(nèi)部設(shè)計(jì)做了分析。從圖中可以看到，M1Pro中的高性能核心、兩個(gè)L2塊都是對(duì)稱放置的。

內(nèi)存接口被整合到SoC的兩個(gè)角，因界面寬度增加，內(nèi)存控制器占用了相當(dāng)大一部分SoC。蘋果還在內(nèi)存控制器后面直接使用兩個(gè)系統(tǒng)級(jí)緩存SLC塊，這跟M1上也不一樣，SRAM單元格區(qū)域看起來變得更大。

相比M1，M1Pro的內(nèi)存總線增加了一倍，從128位LPDDR4X接口轉(zhuǎn)向新的更寬、更快的256位LPDDR5接口，最高可配置32GB的高速統(tǒng)一內(nèi)存和200GB/s的內(nèi)存帶寬。

M1Max：蘋果芯片野心的集大成者，一個(gè)周圍有SoC的GPU

M1Max是蘋果迄今打造的最大芯片，可以說是蘋果將在芯片領(lǐng)域的野心推到最大的作品，設(shè)計(jì)復(fù)雜程度前所未有。

其面積約為432mm2，內(nèi)部共計(jì)集成570億個(gè)晶體管，比M1Pro多出70%，比M1多達(dá)3.5倍。

這款芯片同樣采用10核CPU，GPU則最高多達(dá)32核，圖像處理速度相比M1提升最高可達(dá)4倍，可將在FinalCutPro中渲染復(fù)雜時(shí)間線的速度較上一代13英寸MacBookPro提升最高可達(dá)13倍。蘋果稱GPU算力可達(dá)10.4TFLOPS。

在達(dá)到緊湊型專業(yè)級(jí)PC筆記本電腦內(nèi)高端圖形處理器（GeForceRTX3080100WTDP）的相近水平性能時(shí)，其GPU功耗少40%。

在達(dá)到最大型PC筆記本電腦內(nèi)最高端圖形處理器（GeForceRTX3080）的同等性能水平時(shí)，其功耗則要少100瓦。降低功耗使得MacBookPro能實(shí)現(xiàn)更長的電池續(xù)航時(shí)間。

相比集成GPU的SoC，M1Max更像是一個(gè)周圍有SoC的GPU。

由于面積變得更大，M1Max的封裝略有變化，DRAM芯片從2個(gè)增加到4個(gè)，這也與內(nèi)存接口寬度從256位增加到512位相對(duì)應(yīng)。

GPU上方芯片看起來與M1Pro基本相同，改變主要出現(xiàn)在下方區(qū)域，比如SLC塊的數(shù)量增加。如果每個(gè)塊16MB，整個(gè)SoC將使用64MB片上通用緩存，除了明顯的GPU用途外，不知道CPU能用如此巨大的內(nèi)存帶寬資源實(shí)現(xiàn)什么。

M1Max芯片結(jié)構(gòu)采用更高帶寬，內(nèi)存帶寬是M1Pro的2倍，達(dá)到400GB/s，接近M1的6倍，最高可配置64GB的高速統(tǒng)一內(nèi)存。這種帶寬在SoC中聞所未聞，在非常高端的GPU中相對(duì)正常。

此前最新款筆記本電腦的顯存容量也沒超過16GB的上限，而將高達(dá)64GB的統(tǒng)一內(nèi)存用于需要處理大量圖像的任務(wù)，將可令專業(yè)人士能夠使用筆記本電腦完成許多以往無法想象的工作。

M1Max在媒體處理引擎方面也更勝一籌，視頻編碼速度相比M1Pro提升最高可達(dá)2倍，并配有2個(gè)ProRes加速器。

在搭載M1Max的新款MacBookPro上使用Compressor對(duì)ProRes視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)碼，速度相比上代16英寸MacBookPro可提高10倍。

總體來看，M1Max堪稱迄今為止Mac上最強(qiáng)大的專業(yè)級(jí)筆記本電腦芯片。

更多量身定制設(shè)計(jì)，與操作系統(tǒng)高度適配

M1Pro和M1Max還采用了許多量身打造的先進(jìn)技術(shù)，包括全新的顯示引擎可同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)外部顯示器，新增的雷靂4控制器可提供更高的I/O帶寬等。

加速AI和圖像處理方面，16核神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎可加速設(shè)備端機(jī)器學(xué)習(xí)功能，提升攝像頭性能，蘋果定制的GPU配合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，利用計(jì)算視頻技術(shù)提升內(nèi)置攝像頭的畫質(zhì)，能令視頻畫面更加清晰，視頻中的人物膚色更加自然。

此外，macOSMonterey操作系統(tǒng)與M1Pro和M1Max高度適配，可充分發(fā)揮兩款芯片的性能和能效實(shí)力，Metal等開發(fā)者技術(shù)可幫助各類App充分利用兩款新芯片的性能，對(duì)CoreML的相關(guān)優(yōu)化則可借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，以更快的速度運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

專業(yè)級(jí)App的任務(wù)處理數(shù)據(jù)將被用于協(xié)助優(yōu)化macOS對(duì)多線程任務(wù)的CPU核心分配，從而進(jìn)一步優(yōu)化性能。先進(jìn)的電源管理功能則可為不同任務(wù)智能分配不同數(shù)量的性能核心和效率核心，同時(shí)達(dá)成更好的處理速度和電池續(xù)航時(shí)間。

蘋果為Mac提供的所有App全部針對(duì)蘋果芯片進(jìn)行了優(yōu)化，并可基于蘋果芯片原生運(yùn)行，還有超過10000款通用App及插件可供選擇使用。

目前尚未升級(jí)至通用App的各類MacApp，則可借助蘋果的Rosetta2技術(shù)無縫運(yùn)行，用戶還可在Mac上直接運(yùn)行各類iPhone及iPadApp。

在安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，蘋果最新的安全隔區(qū)、基于認(rèn)證硬件的安全啟動(dòng)以及運(yùn)行時(shí)防數(shù)據(jù)利用技術(shù)都值得一提。macOS與M1、M1Pro、M1Max三款芯片的組合能提供基于認(rèn)證硬件的安全啟動(dòng)、運(yùn)行時(shí)防數(shù)據(jù)利用技術(shù)以及高速的文件數(shù)據(jù)內(nèi)聯(lián)加密等業(yè)界領(lǐng)先的安全保護(hù)能力。

蘋果承諾計(jì)劃在2030年年底前讓全部公司業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)碳中和，包括制造供應(yīng)鏈和所有產(chǎn)品生命周期在內(nèi)，這也意味著蘋果所生產(chǎn)的每一枚芯片，從設(shè)計(jì)到制造，都將實(shí)現(xiàn)100%碳中和。

結(jié)語：蘋果自研芯片連環(huán)炸場，留給英特爾還有多少空間？

新一代蘋果Mac芯片的性能，已經(jīng)超過大多數(shù)的期待，蘋果預(yù)告中定義的“炸場”兩字可以說是當(dāng)之無愧。蘋果再次用堪稱標(biāo)桿的芯片產(chǎn)品展現(xiàn)自己世界一流的芯片設(shè)計(jì)實(shí)力。

距離蘋果設(shè)定的兩年轉(zhuǎn)型期已經(jīng)過去1/2，如今蘋果接連推出與Mac系列產(chǎn)品高度適配、性能和能效更強(qiáng)的自研芯片，未來英特爾芯片在蘋果產(chǎn)品中還有多大生存空間，大概要畫上一個(gè)問號(hào)。