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苹果M1处理器 - 米咯空

开发人员深入探讨苹果M1芯片如此快的原因

苹果M1芯片是苹果在Mac上发布最快的基于单核CPU基准得分的芯片,在多核性能方面,它击败了许多高端英特尔Mac。开发者埃里克·恩海姆最近分享了对M1芯片的深入研究,探索了为什么苹果的新处理器比英特尔芯片快得多,以至于它取代了它。

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苹果M1处理器 - 米咯空
图片来源:Mac Rumors

首先,M1不是一个简单的CPU。正如苹果所解释的,这是一个芯片系统,这是一系列芯片,它们都装在一个硅包中。M1 配备了 8 核 CPU、8 核 GPU(某些 MacBook Air 机型为 7 核)、统一内存、SSD 控制器、图像信号处理器、安全飞地等。

英特尔和AMD也以一个软件包的形式交付多个微处理器,但正如恩海姆所描述的,苹果有优势,因为苹果没有像竞争对手那样专注于通用CPU核心,而是专注于处理专业任务的专用芯片。

除了CPU(具有高性能和高效核心)和GPU外,M1还有一个用于语音识别和相机处理等机器学习任务的神经引擎,一个用于视频文件高效转换的内置视频解码器/编码器,用于处理加密的安全飞地,用于处理解压缩音乐文件等数学密集功能的数字信号处理器,以及加快图像处理应用程序完成任务的图像处理单元。

值得注意的是,还有一种新的统一内存架构,允许CPU、GPU和其他核心相互交换信息,使用统一内存,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。无需复制即可访问同一内存池,可加快信息交换,从而加快整体性能。

所有这些具有特定目的的芯片都加快了特定任务,从而导致人们看到的改进。

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“这就是为什么许多使用M1 Mac进行图像和视频编辑的人看到如此速度的提高的部分原因。他们所做的许多任务,可以直接在专用硬件上运行。这就是为什么让便宜的M1 Mac mini可以编码一个大视频文件,而不会出汗,而昂贵的iMac的所有风扇都满载而却仍然跟不上。”

专用芯片已经使用多年,但正如恩海姆所描述的那样,苹果正在“朝着这个方向进行更激进的转变”。其他Arm芯片制造商如AMD也采取了类似方法,但英特尔和AMD依赖销售通用CPU,出于许可原因,戴尔和惠普等PC制造商可能无法像苹果那样在内部设计完整的SoC。

苹果能够以一种大多数其他公司无法复制的方式集成硬件和软件,这始终使iPhoneiPad比其他智能手机和平板电脑更具优势。

“当然,英特尔和AMD可能会开始出售整个成品SoC。但这些包含什么?PC制造商可能对他们应该包含的内容有不同的想法。英特尔、AMD、微软和PC制造商之间可能会在包含哪种专用芯片方面发生冲突,因为这些芯片需要软件支持。”

除了内部设计的芯片系统的好处外,苹果还在M1中使用“非常快”的Firestorm CPU核心,并且能够通过订单外执行、RISC架构和苹果实现的一些具体优化并行执行更多指令,恩海姆对此进行了深入的解释。

英赫姆认为,英特尔和AMD处于困境,因为CISC指令集及其业务模式的限制,很难为PC制造商创建端到端芯片解决方案。

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对于那些对M1如何工作以及苹果在计算性能上迈出巨大飞跃的技术感兴趣的人来说,恩海姆的完整文章非常值得一读

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