在不久前結束的發布會上,蘋果為新款14英寸和16英寸Macbook Pro機型配備了M1 Pro和M1 Max芯片。這兩款芯片雖然采用了TSMC 5nm工藝作為M1,但芯片規模卻高出數倍,改變了以往蘋果“擠牙膏”的風格。
M1 Pro芯片配備最高10核CPU,最高16核GPU,外加最高32GB統一內存,最高200GB/s內存帶寬。M1 Max僅配備10核CPU,GPU最高32核,統一內存最高64核,內存帶寬最高400GB/s,接近M1集成內存帶寬的6倍。
堆疊式10核中央處理器
蘋果M1 Pro和M1 Max兩款芯片給出的廣告口號分別是“快得嚇人”和“太快了”。蘋果首先對比了上一代M1芯片的速度,稱配置齊全的M1 Pro和M1 Max CPU的性能比M1高70%,圖形處理器分別高達2倍和4倍。
單從芯片的堆疊來看,這兩款芯片真的很恐怖,人們不得不懷疑蘋果是不是榨干了TSMC 5nm的產能。M1 Pro芯片封裝337億個晶體管,而M1 Max封裝570億個晶體管。如果將官方給出的對比圖進行全比例渲染,M1 Pro的規格為12.8 x 18.5mm,面積為236.8mm2,M1 Max的規格為19.7 x 21.5 mm,即423.6mm2,基于這個預測,M1 Max的芯片密度與M1相近,都在134 MTr/mm2左右,而M1 Pro的晶體管密度略高,達到143MTr/mm2。僅從這些數據來看,蘋果還沒有達到TSMC 173 mtr/mm2的N5極限。
在CPU配置方面,M1 Pro和M1 Max都配備了8個高性能核心和2個高效核心。蘋果官網給出的數據也與x86 8核英特爾芯片筆記本進行了對比。據說在相同功耗水平下,10核CPU的峰值性能是前者的1.8倍,達到峰值水平的功耗要少70%。蘋果在備注中也給出了這款對比筆記本的具體型號,是MSI的GP66豹式筆記本,具體型號為11UG-018,英特爾的i7-11800H處理器。
32核GPU直接超越RTX3080?
M1在GPU核心數量上毫不吝嗇,堆疊多達32個核心,圖形處理速度是M1的4倍。與搭載RTX 3080的大規模高端筆記本相比,同等性能的M1 Max功耗降低了40%。與搭載RTX 3080的輕薄專業筆記本相比,同樣性能的M1 Max功耗不到100W W,這造就了M1 Max更好的發熱和風扇控制,大大提升了筆記本電腦的續航能力。
需要注意的是,蘋果在進行這些性能對比測試時,往往會對Photoshop、Final Cut Pro等后期制作軟件進行測試,并不是對顯卡性能的完整對比。特別是在視頻處理方面,M1 Pro和M1 Max都集成了媒體處理引擎等專用加速硬件,所以在比較視頻轉碼速度時有一些“沒有武德”。
Arm PC游戲生態的缺失,蘋果Metal圖形界面的不成熟,也意味著蘋果在游戲性能上還不足以完全超越NVIDIA和AMD。對于一般的性能比較,最好看計算能力。蘋果給出的M1 Max GPU峰值計算能力為10.4 TFLOPS,而英偉達的RTX 3060已經達到了12.7 TFLOPS,RTX 3080就更不用說了,所以M1 Pro和M1 Max的圖形性能相當“獨占”。
在TSMC 3D封裝技術的支持下,蘋果再次將內存集成到SoC中,實現了視頻內存常見的最高64GB的統一內存。更令人驚訝的是,蘋果宣稱全配置的M1 Max最大內存帶寬可以達到400GB/s,而以大帶寬著稱的HBM2E只有460GB/s的帶寬。
然而,蘋果統一內存的奧秘已經可以在M1芯片上看到了。M1芯片采用高規格LPDDR4,實現了68.25 GB/s的內存帶寬,M1 Max大概也采用了32通道LPDDR R5-6400,并進行了一些“魔改”,實現了400GB/s的內存帶寬和512bit位寬。
蘋果為新款Macbook Pro系列準備了非常有誠意的芯片陣容,雖然這種性能提升大部分是通過堆疊芯片實現的。在TSMC推遲3納米制程的窘境下,蘋果是否還能玩5納米,就看是否還剩下其他殺手锏,否則明年就要發布新的牙膏產品了。