來自:硬件之家 http://www.allchiphome.com/post/apple_m1
前言:2020年11月11日,蘋果正式發布第一款用於Mac的自研電腦芯片M1。這顆芯片采用台積電5納米制程工藝,CPU、GPU、緩存集成在一起,擁有8核CPU(其中4顆為高性能核心,另外四顆為高能效核心),8核GPU,其中包含160億個晶體管。蘋果公司表示,M1芯片實現了巨大飛躍,它能夠讓Mac成為完全不同的產品。
蘋果在歷史上有過2次改換門庭的經歷,第1次是2005年將Mac的芯片從PowerPC換成了英特爾X86。第2次就是今天將英特爾X86處理器換成了自家的M1。
蘋果M1最大的特色,就是基於ARM指令集自主研發而來,技術含量遠高於高通驍龍Kryo核心的“魔改”。它出現的意義,是一旦成功,將成為ARM和X86攻守局面逆轉的時間節點,引領未來更多ARM架構的芯片“入主中原(PC)”。
一、硬件參數
蘋果M1芯片整合了包括CPU、GPU、NPU、雷電/USB4控制器、PCIe 4.0控制器、Secure Enclave安全模塊、機器學習加速器、高質量ISP、高性能NVMe存儲、高效音頻處理器、HDR視頻處理器、高級顯示引擎、性能控制器、加密加速器等模塊的SoC片上系統。
(1)CPU部分:8個核心,4*3.2GHz Firestorm + 4*2.064GHz lcestorm
擁有4個高性能大核心與4個高效能小核心,混合運行以協助處理多線程任務。根據蘋果的數據,在10W的功耗限制下,M1芯片可提供傳統X86筆記本處理器2倍以上的CPU性能,性能相比上一代基於Intel處理器的Macbook Air提升了3.5倍。
M1的CPU性能,之前的測試數據顯示,搭載M1的MacBook Air GeekBench 5跑分成績為單核1687,多核7433。其中,單核成績碾壓酷睿i9-10910(10核2.7GHz)加持的iMac(1252分),多核心比12核至強E5-2697還高,而且明顯勝過i9-9880HK加持的16寸MacBook Pro。
(2)GPU部分:8核心GPU,圖形性能相比前代產品性能提升5倍以上,進行剪輯和流暢播放多條全畫質 4K 視頻流等苛刻負載也沒有壓力。當然,蘋果表示M1芯片的GPU不但性能強大,在能耗比方面同樣有極大地優勢。
蘋果M1芯片圖形性能超越了NV GeForce GTX 1050 Ti和AMD Radeon RX 560等桌面級獨立顯卡。蘋果M1芯片采用8核圖形處理器設計,可同時運行將近25000個線程,每秒2.6萬億次浮點運算的數據處理能力,與Radeon RX 560幾乎相同,略遜於GeForce GTX 1650的2.9萬億次浮點運算的數據處理能力。
二、測評體驗與游戲性能
為了充分釋放M1的性能潛力,蘋果為M1芯片定制了MacOS Big Sur系統,不僅兼容iOS和iPadOS應用(可以在Mac上直接玩王者榮耀與和平精英了),還能通過Rosetta 2以虛擬化的方式運行傳統X86應用,部分X86應用在虛擬化狀態下的性能甚至比原生狀態還要高!
蘋果表示,M1 Mac設備可以獲得猶如iPhone般的絲滑順暢體驗,各種應用也都做了優化,比如Safari瀏覽器的響應速度提升1.9倍。
蘋果M1首發Mac mini(單風扇)、MacBook Air(無風扇)和MacBook Pro(13.3英寸,單風扇)三大平台。以MacBook Pro為例,其M1版的續航時間提升到了20小時,這個水平可是X86版MacBook Pro的2倍,后者只能提供10小時的續航。
- Cinebench軟件測評
Cinebench 的最新版 R23 提供了對 ARM 版本 macOS 的支持,它通常比 Geekbench 更受歡迎,盡管有人批評其使用 Maxon 圖形渲染軟件面向范圍過於狹窄,但我們認為它既能分辨 CPU 之間的差距,有比 Geekbench 更加接近現實世界的期望和 Passmark 通用基准。
在用 Cinebench 測試中,蘋果 M1 以 7823分的成績輕松擊敗了 4 核 8 線程 i7-1165G7 和 8 核 8 線程 Ryzen 7 4700U,而 8 核 8 線程 Ryzen 9 5950X 的分數達到了 11850,遠超 M1,不過值得注意的是,M1 的八個內核中只有四個是 Firestorm 的高性能版本,5950X 的功耗(TDP)則是 Mac Mini 整個系統功耗的三倍以上。
在接下來的單線程測試中,M1 以 1520 分的成績幾乎與 Intel 的 i7-1185G7 持平,Ryzen 9 5950X 則以 1625 分的成績超過 M1。如果將世界領先的單線程 x86 CPU Ryzen 9 5950X 和 M1 都限制為在 4 個線程,再次運行 Cinebench R23,5950X 與 M1 的 4 個高性能內核同時運行,M1 性能提升 8.3%。
- 游戲與瀏覽器測試
瀏覽器的基准測試是一項可以在不同架構之間進行良好轉換的測試,因為它可以衡量相對真實的任務,例如復雜的操作在 Web 瀏覽器中呈現出的效果。盡管像 Jetstream 2.0 和 Speedometer 之類的基准測試仍然具有綜合性,但它們可以模擬每個用戶所期望工作的世界操作,完成一些細節性任務。
通過測試瀏覽器,M1 驅動的 Mac Mini 表現出色,當在 Apple Silicon 上使用 Safari 時,比用 Ryzen 4700U 驅動的 Acer Swift 3 和用 Rosetta 運行 x86 Google Chrome 時分數都要高。不過可能這些測試結果無法與實際的瀏覽體驗進行直接比較,它們都是運行速度非常快的設備,在 Web 和其他地方都會比較流暢,而 Mini 及其 M1 ARM 體系結構也並不慢。
Mac Mini 的 M1 處理器與最新的 iPad 和 iPhone 中的 A12 Z 和 A14 Bionic 共享 ARM 架構,而蘋果在其 App Store 中為這些設備提供了共同的測試應用程序 3D mark 的 Slingshot Extreme 移動游戲測試套件。可以從圖表中看出,M1 表現最優秀,如果想要在 Mac Mini 上玩手機游戲,那么只要該應用能適配電腦,就會得到一流的體驗。
- 功耗
功耗測試對比常見的筆記本處理器i7-1165G7、R7 4800U,測試結果顯示基於M1的mac電腦功耗極其優秀,具體測試結果如下:
總體來說,蘋果 M1 評測出爐:功耗和速度完勝 x86 競爭對手。
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