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是Arm,导致了苹果与Intel的彻底分手吗?

2020-11-11 Challey 阅读:
11日凌晨2点,苹果终于发布了传言已久的“喜讯”:采用Arm芯片的笔记本处理器M1面世,也许是M1的魅力太大,苹果同时诞生了基于M1“血脉”的三胞胎:MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini。看起来,苹果从选择高通基带,到Mac笔记本均采用Arm“芯”处理器,似乎是Arm这个“第三者”导致了苹果与Intel的彻底分手......

昨晚,在中国的双十一剁手节之际,多少美女在忙于清空购物车;而苹果,以言情剧的方式再次上演一场芯片行业的“第三者插足成功上位剧情”:首先是在大约半年前放风“Mac笔记本”找到了自家的媳妇:“Arm核心处理器”,并已在轰轰烈烈的“自研热恋”中,然后,在上个月的发布会上欲说还休遮遮掩掩的暗示“One More Thing”。ajgednc

11日凌晨2点,苹果终于发布了传言已久的“喜讯”:采用Arm芯片的笔记本处理器M1面世,也许是M1的魅力太大,苹果同时诞生了基于M1“血脉”的三胞胎:MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini。看起来,苹果从选择高通基带,到Mac笔记本均采用Arm“芯”处理器,似乎是Arm这个“第三者”导致了苹果与Intel的彻底分手......ajgednc

而在另一边,Intel再次黯然伤神,尽管与苹果有过蜜月期,却在去年刚刚便被高通抢去了手机基带,现在又痛失Mac笔记本的“芯”,苹果与Intel似乎是彻底分手了,英特尔会不会“肝肠寸断”,不得而知。ajgednc

这一次,M1的面世一下子就诞下三胞胎:MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini,可见,苹果对Arm“芯”的M1是“宠爱有加”,那么M1到底有什么魅力呢?ajgednc

M1的魅力值

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M1颜值,再美也得与“烂”苹果形影不离ajgednc

苹果在官网上给M1的评价是:“Welcome to the future of Mac”,用苹果中文的意思是:“Mac的未来,欢迎你来”。ajgednc

在能力方面,苹果对M1的定义是:“Small chip. Giant leap”,小小芯片,开天辟地。ajgednc

M1 芯片封装了160 亿个晶体管,而且将中央处理器CPU、图形处理器GPU、神经网络引擎NPU、各种连接功能,以及其他众多组件,统统集成在同一块小小的芯片上。它与新推出的 macOS Big Sur 默契协作,运行速度更迅猛,图形性能更惊艳,能效表现和电池续航也创出新纪录。ajgednc

下面我们从制程、CPU、GPU、NPU四个方面来一一分析M1的魅力值到底如何。ajgednc

M1制程

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M1采用5nm制程,内含160亿颗晶体管,是桌面电脑端的首款5nm芯片,而此时,英特尔还停留在10nm的“安乐窝”,而前段时间还传出这个窝还有点“漏水”,导致酷睿11还不能如期入驻。ajgednc

M1’s CPU

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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,只要十分之一的功耗,就能提供出色的性能,是得益于这四个高效核心,使其性能跟目前的Intel双核CPU的MacBook Air不相上下。ajgednc

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10W功耗下,M1 CPU的性能是传统笔记本的2倍▲ajgednc

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同样的性能,M1只需1/4的功耗▲ajgednc

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M1的CPU P/W:每瓦功耗下达到的性能是传统CPU的3倍▲ajgednc

在CPU方面,苹果称每个核心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。ajgednc

单核性能最大化,这似乎是苹果一贯推崇的芯片设计理念,无论是移动端的A系列芯片还是这次发布的M1。这要与苹果的iOS,macOS基于Linux内核有关,而安卓基于java虚拟机,Windows基于庞大而臃肿的.Net库有关。ajgednc

软硬件的结合使得苹果能够把处理器设计得在性能方面非常突出,世界顶级的外观和工业设用让全球消费者主动拜倒在苹果的“石榴裙下”。                        ajgednc

Intel’s CPU

Intel一直死死守在CPU的多核与频率的挤牙膏式的升级上,导致行业对Intel既爱又恨,恨之切又毫无办法。ajgednc

M1’s GPU

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M1的GPU方面,与CPU一样设计了8核心,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。ajgednc

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由于笔记本需要良好的续航时间,苹果不得不在性能与功耗方面进行平衡,但是苹果表示M1拥有世界上最快的集成GPU,一般的集成显卡无法达到这样的效果:10W功耗下性能是最新笔记本芯片的2倍▲。ajgednc

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同样性能只需要1/3的功耗▲ajgednc

Intel’s GPU:

GPU一直是Intel的短板,在图形时代早已被Nvidia抢去了风头,而Nvidia正在收购Arm;在GPU市场快速追赶Nvidia的CPU“死敌”AMD最近收购了Xilinx,加强了FPGA方面的能力,两方面夹击让Intel雪上加霜。ajgednc

M1’s NPU

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M1集成了16个核心的神经处理引擎,实现每秒11万亿次操作。ajgednc

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。ajgednc

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Intel’s NPU

Intel的CPU在NPU方面几乎是空白,只是在最近发布的Tiger Lake才集成高斯网络加速器GNA 2.0专用IP模块,可以在低功耗状态下进行神经推理计算,比如接受处理音频指令时可以更省电。ajgednc

而苹果早在2018年手机A12处理器上就集成了NPU,现在A系列已经发展了三代到了A14,其NPU的研发应该比较成熟,加上这次M1与A系列同样基于Arm,因此,Intel的CPU与苹果的M1在NPU方面将无法相提并论。ajgednc

M1 整体性能

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M1的性能AllinOne可以综合为:5-8-8-16-160:ajgednc

5nm制程,8个CPU,8个GPU,16核心NPU,共160亿个晶体管。ajgednc

苹果为何 “移情”Arm?

上面苹果对比的“传统”芯片,相信大家都知道,指的就是Intel。ajgednc

看了上面基于Arm”芯“的M1性能,不是几倍于传统CPU/GPU,就是在同样性能下,只需1/n的功耗,用手机行业的行话来说是“吊打”、“碾压”。ajgednc

有人就想,难怪苹果要抛弃Intel,“迎娶”Arm芯的M1,魅力不行,实力不够,门不当户不对啊。ajgednc

如果从表面上看苹果的选择,那就会掉入我们常说的 “择偶俗套”了。ajgednc

其实,苹果选择自研基于Arm“芯”的M1,ajgednc

一方面确实是其基于自身Arm“芯”强大的研发设计能力和来自移动手机端A系列芯片的已有经验从而研发出高性能“吊打”Intel芯片的M1;ajgednc

另一方面,更重要的是,苹果要打造自己的统一生态。ajgednc

我们知道,苹果有两大产品系列和两大操作系统,基于iOS的iPhone、iPad、AppleWatch,基于macOS的MacBook系列,这也构成了苹果的主营收入。ajgednc

其实iOS是基于macOS而来的,但是苹果内部两大阵营由于CPU架构的不同,苹果的生态,硬生生的不得不割裂成移动生态和桌面PC生态,两者的应用虽然都是App,但是却不能互通往来。ajgednc

macOS系列很长一段时间一直采用Intel的x86 CPU,iOS系列自苹果自研A4处理器以来一直采用Arm架构的CPU。两者在指令架构,底层实现,以及上层的功耗、散热等终端表现都不一样。ajgednc

注:这里所说的CPU是指泛概念的处理器,不是M1介绍中的内部cpu。ajgednc

x86 架构性能好,但是耗电多、电压高,主要用于桌面电脑和服务器,生产厂商为 Intel 公司和 AMD 公司。ARM 架构耗电小、电压低,但是传统的arm处理器单核性能不如 x86,主要用于移动设备。ajgednc

ARM 芯片的生产商有许多家,这是因为它的商业模式是授权制。英国的 ARM 公司出售指令集的授权,购买授权的公司可以基于公版的设计,开发自己的 ARM 芯片。高通、三星、华为、苹果等公司的芯片,都属于这个模式。ajgednc

近几年,Intel x86 架构发展迟缓,无论是工艺制程还是在AI方面的NPU都落后ARM很多,ARM 架构则进步显著,已经从移动设备向桌面电脑和服务器进军了,同时自从华为在基于Arm的麒麟处理器里面成功集成NPU以来,其性能和表现都非常抢眼,因此,苹果也跟进在A12里面加入了NPU。ajgednc

人工智能AI将是未来科技最重要的一个领域,其在图形处理、语音识别等移动领域有着广泛的应用,而Intel等x86的架构显然还是迟迟未动。ajgednc

如果采用同样的ARM架构的CPU,那么苹果iOS和macOS的App将会不可避免的逐渐统一,那时候,苹果开发者就更方便了。苹果基于这样的生态将更具竞争力,这对安卓和华为的鸿蒙,甚至于Windows都可能带来更大的压力。ajgednc

苹果为何“移情”高通基带?

由于高通基带芯片也是采用Arm核心设计,可能有人说,苹果在去年以后为什么会抛弃Intel基带,也可能是因为上面的原因,苹果想与Intel一刀两断,又或者是因为Intel基带研发团队太不争气了,导致手机信号很差,被消费者吐槽很多。ajgednc

但是,请注意以下三点:ajgednc

1、现在已经发布的iPhone 12采用久经考验的高通基带,可依然还是出现了信号问题:主要现象是手机信号会越来越弱,然后进入无服务的状态,就仿佛进入了信号盲区。但进入无服务状态之后,手机是不会自己切换回来的,所以就会一直没有信号,不管主卡还是副卡都会出现这种现象,很随机,唯一的解决办法就是重启。ajgednc

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2、iPhone 11采用Intel基带,虽然信号差点,但依然能用,只是吐槽而已,还没有到不能用的严重程度,在这个方面,高通基带与Intel基带只是五十步笑百步而已。ajgednc

3、2019年7月苹果宣布,将以10亿美元的价格收购英特尔智能手机调制解调器大部分业务(也就是Intel手机基带) 。大约2,200名英特尔员工将加入苹果,苹果也将从英特尔收购IP和设备。从这点看出,苹果花重金买下Intel基带部门,是有想法的,只是变化赶不上计划,iPhone 12要发布了,估计买下的Intel基带还是没能研发出来。但是不能肯定苹果完全抛弃了他们,毕竟10亿美金对苹果来说不多,但也不是少数目。说不定几年以后这个部门突然崛起,然后苹果再毫不留情的把高通抛弃。ajgednc

“结局”

现在,基于Arm的M1华丽亮相,确实表明了苹果彻底抛弃了Intel,这似乎是苹果与“第三者”Arm的“闪婚”,导致了苹果与Intel的彻底分手。ajgednc

但其实,苹果早就“钟情”于Arm,还在乔布斯时代,2010年苹果就发布了自研的A4处理器,最早用于iPad,然后正式用于iPhone4,再一直进化到最新的A14和M1。ajgednc

据有关消息,苹果在2017年就确立了自研笔记本处理器项目,打造统一生态的战略。ajgednc

因此M1绝不是我们看到的短短半年“闪婚”,一次性就诞下“三胞胎”。ajgednc

苹果的这种软硬件大统一生态将对整个IT行业,包括Intel、AMD、Arm、RISC-V以及Windows产生巨大的影响。ajgednc

看起来,是第三者ARM的“魅力值”越来越高,导致了苹果与Intel的彻底分手,但真正的第三者应该是苹果宏伟的统一生态战略。ajgednc

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