苹果(AAPL.US)揭开首款电脑芯片M1的神秘面纱

半导体行业观察

本文来自 微信公众号“半导体行业观察”，作者：小亚。

苹果(AAPL.US)，一个将发布会开成连续剧的公司，终于在北京时间2020年11月11日凌晨2点说出了今年的“One More Thing”——M1芯片，以及搭载M1芯片的MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini。

似乎是从中国国产电视剧学来的套路，一集能扯完的事情，偏要分开扯。一个从6月23日的WWDC就开始预热的Apple Silicon，历经多场发布会，让人们对其无限猜测、畅想与咬牙切齿后，貌似并没有烂尾，这款M1芯片堪称苹果造芯野心最大的一次释放，以至于与双11拼流量。

M1到底有多猛？

毫无疑问，M1芯片是本次发布会最大亮点，也是今年苹果所有发布会的最大亮点。这是一款主打低功耗的SoC，苹果称其开启了Mac的全新时代。

首先M1最大的特点就是整合，其将CPU、GPU、I/O、安全功能、存储等都集中整合在一起。还采用了统一的内存架构或UMA，将高带宽、低延迟内存封装到一起，在进行相同数据访问时，并不需要内存之间的复制。极大的提高了性能和功耗。

M1是首款5nm电脑芯片，内含160亿颗晶体管。在CPU方面，苹果称每个核都被设计为在保证最大化性能的同时，尽可能高效运行单个任务或者线程。

采用八个CPU核心设计，包括四个高性能大核心、四个高能效小核心，苹果声称，只要十分之一的电力，就能提供出色的性能。也是得益于这样的四个高效核心，使其性能跟目前的双核MacBook Air不相上下。

此外，线上发布会上，“每瓦最高性能”的字样狠狠砸下来的样式和音效与小米1999元砸出来的效果，颇为相似。

M1可以在10W功耗下提供两倍于最新笔记本芯片的性能，能效比则高达三倍。

在GPU方面，同样采用8核心设计，包括128个执行单元，支持最多24576个并发线程，浮点性能高达2.6TFlops。苹果依旧是在平衡性能与功耗，并表示一般集成显卡无法达到如此平衡效果。号称M1拥有世界上最快的集成GPU，10W功耗下性能是最新笔记本芯片的两倍。

此外，M1集成了16个核心的神经引擎，实现每秒11万亿次操作。还拥有新的硬件加密和生物识别特性，支持雷电和USB-4端口、Secure Enclave安全模块、机器学习加速器、高质量ISP等。

与此同时，为了充分发挥M1的性能，macOS Big Sur也一同登场。它能够使新一代Mac像iPhone和iPad一样快速唤醒，Safari浏览器响应速度加快1.9倍。得益于M1芯片的统一内存架构，应用程序在macOS Big Sur中可以调用更多显存，从而带来更佳的图形处理能力，同时，也有着M1芯片基于硬件的安全启动与自动加密。

有了macOS Big Sur 和 M1 芯片，Mac 用户能使用的 app 数量比以往大大增加了。Apple 开发的全部 Mac 软件现均已支持 Universal，并可在 M1 系统上以原生方式运行。

苹果表示全新的macOS Big Sur将于11月12日更新。

具体产品方面，搭载M1的13寸MacBook Air主打轻薄，号称CPU速度提高3.5倍，图形处理速度提升5倍，MacBook Air将比同级别最畅销的Windows笔记本要快上3倍，而且要比98%的笔记本PC产品要快。屏幕方面，13寸屏幕支持P3广色域，键盘支持Touch ID取消了Touch Bar的设计，官方续航时间长达18小时。新MacBook Air价格从7999元起。

同样搭载M1芯片的 13 寸MacBook Pro，苹果号称CPU性能比前代提升了2.8倍，GPU 提升5倍，能够剪辑8K规格的视频。续航方面，能满足17小时浏览网页时间，20小时视频播放时间。续航比前代提升10小时，是目前续航时间最长的MacBook笔记本。售价方面，MacBook Pro 可选择256GB和512GB的存储容量，售价格分别为9999元和11499元。

此外，Mac mini在性能上也有了巨大提升，是此前搭载4核Intel芯片Mac mini产品的三倍，图形性能则达到了前代产品的6倍。可选择256GB和512GB的存储容量，售价分别为5299元和6799元。

在发布会一开始，库克就表示Mac的上季度业务增长了30%，也吸引了50%的新购买者。当然，这可能是短暂的，毕竟由于卫生事件加大用户在家办公学习的需求，使得笔记本的销量有了一定提高。但这不是重点，重点是苹果把自研芯片拉到了苹果史上一个前所未有的高度。

难啃的Mac“芯”

从历史来看，苹果的Mac产品线已经完成多次硬件平台迁移，在1994年到1996年期间，苹果选择了停止继续使用摩托罗拉推出的68K处理器，改用由AIM联盟（苹果、IBM、摩托罗拉）共同开发推出的PowerPC处理器。

这一次的平台迁移花费了数年时间，期间苹果推出了可以同时运行在68K处理器及PowerPC处理器的Mac OS操作系统，并为配备了PowerPC处理器的Mac电脑制作了底层的模拟器，鼓励第三方开发商制作能够原生运作在两个平台的程序。

在2003年是，乔布斯在推出配备PowerPC G5处理器的Mac时夸下海口——“在十二个月内会将PowerPC处理器的时钟频率提升至高达3 GHz。”

事实上，产品没有，苹果再次移情别恋。2005年的WWDC大会，乔布斯正式公布，苹果称日后将停止在Mac电脑中继续使用由摩托罗拉及IBM提供的PowerPC微处理器，改用苹果大多数竞争对手选用Intel提供的x86处理器。

此前，半导体行业观察刊文分析过苹果在Mac上使用自研芯的优势：1，减少对客户依赖；2，自己控制芯片性能，与竞争对手区分开；3，Mac，iPhone和iPad底层技术一致，开发者一通百通；4，成本优势。

有意思的是，曾经英特尔在移动处理器方面尝到败果，而这次苹果却要让Arm架构的芯片从移动终端版图扩大到电脑端，有点讽刺的味道。英特尔在手机处理器对战中败下阵来，功耗只是一个小原因，毕竟技术问题都可以通过时间解决，主要是在快速迭代的Arm手机处理器中，英特尔显然占不到抢占市场的优势。苹果以自己独有的节奏、技术实力和生态闭环，似乎可以让Arm芯片的Mac完全成为消费者一大选择，但最终还是靠产品使用体验与市场竞争说话。

突然间我又多了一层担心，以后在英特尔和AMD文章的评论区，会不会多一个“APPLE YES”的评论？让本就胆战心惊的PC CPU市场，又多了一个伤心的理由。

（编辑：张金亮）