机器之心编辑部报道

5nm、160亿晶体管,苹果M1芯片问世,Mac性能大跃进

时隔 15 年,苹果 MacBook 重新用上了自家处理器,4 个小核就能持平上代整块 CPU,能耗还只有 1/10。

北京时间 11 月 11 日凌晨,好不容易付清尾款的打工人又迎来了一波新的产品——搭载苹果自研桌面处理器 M1 的三款新 Mac。


一句话来说,M1 的处理器整体性能比英特尔版的双核处理器性能高很多,而且功耗和图形处理器性能方面要大幅度领先。

M1 采用台积电 5nm 制程工艺,也是全球首款 5nm 工艺的个人电脑处理器。它封装了近 160 亿个晶体管,将 CPU、GPU、神经网络引擎、各种连接功能以及其他众多组件组件集成到了一起。其中,CPU、GPU 都是 8 核,神经网络引擎是 16 核。


在能耗方面,苹果表示,如果同样在 10W 功率下工作,M1 的性能表现是 PC 平台最新处理器的 2 倍,每瓦性能比前代处理器提升了 3 倍。

由于 M1 芯片与苹果 iPhone 和 iPad 中的芯片具有相同的 ARM 架构,因此为它们创建的应用程序可以在新的 Mac 产品上运行。这使得 macOS 成为目前应用生态最丰富的桌面操作系统

借助于 M1 的强大性能,苹果打造了三款新的 Mac 产品——MacBook Pro、MacBook Air、和 Mac mini。

新款 13 英寸 MacBook Pro 是此次发布的最强 Mac,也是紧凑型 Pro 级笔记本电脑的速度担当。它的 CPU 性能最高提升至 2.8 倍,GPU 速度最高提升到 5 倍,神经网络引擎的 ML 速度最高提升到 11 倍。在续航方面,这款 Mac 的电池续航最长达 20 小时,无线上网时间最长达 17 小时,电池续航最高可达上一代机型的 2 倍。


这款 MacBook Pro 有 256GB 和 512GB 两款,售价分别为 9999 元和 11499 元。 

同样为 13 英寸的 MacBook Air 是苹果最薄、最轻的笔记本电脑,续航时间最高可达 18 小时(连续视频播放),CPU 性能是上一代产品的 3.5 倍,GPU 最高提速至 5 倍,神经网络引擎将机器学习最高提速至 9 倍。此外,新版 MacBook Air 还采用了无风扇设计,有效地解决了噪音问题。


新 MacBook Air 有 256GB 和 512GB 两款,7999 元起售。 

同样搭载最新 M1 芯片的还有这次新推出的 Mac mini。与上一代产品相比,它的 CPU 性能最高提升至 3 倍;8 核 GPU 性能提升至 6 倍;ML 速度提升至 15 倍。这使得 Mac mini 也能应对复杂的三维渲染等较高要求的任务。


这款 Mac mini 也分为 256GB 和 512GB 两款,售价分别为 5299 元和 6799 元,比上一代还降了 1000 块钱。

与这些产品一起亮相的还有苹果此前宣布的 macOS Big Sur 桌面操作系统。它能够充分发挥 M1 芯片的各种功能和性能,带来巨大的性能提升、出色的电池续航以及更加强大的安全保护功能。在 macOS Big Sur 和 M1 芯片的协同下,Mac 用户能够使用的 APP 数量比以往大大增加,iPhone 和 iPad 上的 App 也能直接在 Mac 上运行。

macOS Big Sur 将在 11 月 12 日本周四更新

以上所有的一切,都包括在这场「One More Thing」发布会之中。

有史以来功能最强大的芯片「M1」

在发布会的最开始,M1 芯片成为最先亮相的一员。


它是首个使用 5nm 工艺制程的 PC 芯片,拥有 160 亿个晶体管,单晶体管数量这一项也占据了苹果史上的「第一」。而且,它拥有世界上最快的低功耗 CPU 内核,世界上最好的 CPU 每瓦性能,世界上最快的 PC 集成显卡和苹果神经引擎突破性的 ML 性能。

这次发布可以称得上是「质的飞跃」。苹果在新闻稿中说道:「我们生产 Apple 芯片已经十多年了,它是 iPhone、iPad、Apple Watch 的核心,现在我们希望将其扩展到 Mac 产品中,实现难以置信的强大性能。」

M1 是迄今为止我们打造的最好的芯片。



遵循一直以来 Arm 芯片的标准,M1 芯片拥有四个高性能核心和四个高能效核心。每个高性能核心在提供任务处理性能最大化的同时,也将功耗降到了更低;在四个高能效核心的条件下,M1 可提供与现有英特尔双核 MacBook Air 相似的性能,但耗电量仅有之前的十分之一。

与最新的 PC 笔记本电脑芯片相比,M1 在每种功率水平下均能提供更高性能。在同样 10W 的功率下,M1 的 CPU 性能高达 PC 芯片的 2 倍。而且,M1 仅使用四分之一的功率即可达到 PC 芯片的最高性能。


再说到每瓦性能,过往 Mac 中低功耗芯片的单线程性能提升是非常缓慢的,但这一次,M1 让每瓦性能陡然提升到原来的 3 倍。



同时 M1 还有苹果最先进的 GPU,任何日常应用程序和专业工作负载都会因此受益。

在 GPU 层面,它拥有 8 个强大内核,能够同时运行近 25000 个线程,从播放 4k 视频到 3D 场景渲染,以及其他苛刻的任务都可以轻松处理。M1 的吞吐量是 2.6 teraflops,在个人计算机里面拥有世界最快的集成显卡。

在每个功率级别上,M1 都提供了比最新 PC 笔记本电脑芯片更好的图形性能,提升程度高达 2 倍。只需使用三分之一的功率,M1 就可以与 PC 芯片的峰值性能相媲美。


此外,M1 芯片将苹果神经引擎引入 Mac,极大地加速了 ML 任务性能。M1 中的神经引擎采用苹果最先进的 16 核架构,每秒可进行 11 万亿次操作,其 ML 性能可提高 15 倍,在视频分析、语音识别和图像处理等任务将达到 Mac 上前所未有的性能水平。


最好的一点是,使用 M1 芯片后,素来以「长续航」著称的 Mac 将再次实现续航能力的大幅提升。macOS Big Sur 在 M1 的性能核心与能效核心之间进行任务的智能分配,自动优化轻便任务(如阅读笔记)或性能密集型任务(如玩最新游戏),又一次刷新 Mac 电池寿命记录。


换了 Arm 架构都是好处没有坏处?细心的人可以发现这些新电脑上 USB C 接口的数量变少了,可能是由于 Arm 架构芯片带宽的限制,13 英寸的 MacBook Pro 竟只有两个 USB 接口,内存的最大配置也被限制在 16G。苹果操刀的 Arm 芯片,并没有在所有指标上和 X86 平齐,要想获得更完整的体验或许要等下一代。

自此以后,Mac 产品线正式向苹果芯片过渡,预计整体大概会花费两年时间。

苹果 & 英特尔股价均微跌

股价是展示产品好坏和投资期预期的最佳风向盘。苹果此次发布了自研芯片 M1 以及三款搭载 M1 芯片的 Mac 电脑,这是否意味着可能增加硬件业务的毛利润进而提升投资者需求和自身市值?

很明显,答案是否定的。

苹果于太平洋时间 11 月 10 日上午 10 点(北京时间 11 月 11 日凌晨 2 点)开始此次发布会,全场时长不到 50 分钟,期间的股价波动情况如下图所示:

整体而言,苹果股价表现出了上下不断波动的态势,在演示新款 MacBook Air 时股价上升,之后一直下跌,新款 Mac Mini 也无法阻止下跌态势。新款 MacBook Pro 对股价的影响也有限,当 CEO 蒂姆 · 库克回到舞台上时,股价跌至了最低点。


这条线表明,无论你如何看待自研 M1 芯片、苹果成为更大芯片公司的未来愿景以及新款 Mac 电脑,投资者都不会对新的产品线感到意外。

截至 11 月 10 日收盘,苹果收盘价 115.97 美元,下跌 0.35 美元,跌幅 0.30%,盘中一度探底 114.13,一度摸高 117.59。


而作为参考,11 月 10 日,英特尔收盘价 45.44 美元,下跌 0.16 美元,跌幅 0.35%(高于苹果),盘中一度探底 45.25 美元,一度摸高 46.48 美元。


无论如何,苹果新的产品线似乎已经建立起来了。在全球封锁再次成为常态的当下,让我们拭目以待,看看这些新产品是否会扭转苹果最近营收停滞不前的局面。

参考链接:
http://www.itbear.com.cn/html/2020-11/392347.html
https://new.qq.com/rain/a/20201111A012V300
https://www.apple.com.cn/
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操作系统技术

操作系统(英语:operating system,缩写作 OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。

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