高芯圈 芯片半导体资讯网 苹果M2芯片的提升将难以置信

苹果M2芯片的提升将难以置信

作者:匿名    来源:未知   
浏览:1027    发布:2022-02-28 10:16:45

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当第一批基于 M1 的 Mac 在 2020 年秋季发布时,毫不夸张地说,他们震撼了整个计算机市场。Apple 采用了 A14(在 iPhone 12 中首次亮相)的基本架构,将其扩展到超便携笔记本电脑级别,并以我们所说的对上一代产品的“令人难以置信”的改进击败了竞争对手。这个芯片很快,非常快,并且提供了惊人的电池寿命。借助 2021 年的 M1 Pro 和 M1 Max,Apple 将其芯片架构进一步扩展到高性能笔记本电脑(以及可能即将推出的台式机),并再次成为与所有其他处理器进行比较的处理器。


相关数据显示,市场上唯一优于 M1 Max 的芯片是英特尔的 Alder Lake 处理器。


那么,Apple 接下来要做什么?因为现在距离M1推出已经快一年半了,是时候推出它的继任者了,我们假设它会被称为 M2。虽然在产品发布之前(最早在 3 月或 6 月的 WWDC 或今年秋季晚些时候),我们在此将对 M2 的预期做出最有根据的猜测(我们也会加入 M2 Max 预测)。


M2 对 M1 就像 A15 对 A14


M1 基于 A14 的基本架构,以双倍的高性能 CPU 内核(四个而不是两个)和双倍的 GPU 内核(八个而不是四个)进行扩展。由于缺乏更好的解释,我们认为它更像是 iPad Pro 中的“A14X”。


在尝试预测 M2 的特性和性能时,我们将假设它将遵循类似的模式,只是这次是 A15:相同的架构,具有两倍的高性能内核和 GPU 内核。请注意,A15 实际上有五个GPU 内核,第五个仅在 iPhone 13 Pro 机型中启用。我们将把性能预期翻一番,达到 10 个核心,这与有关 M2 配置的传言不谋而合。


对于 M2 Max,我们假设从 M1 到 M1 Max 的放大倍数相同。CPU 内核将换成效率为 2、性能为 8 的设置,GPU 内核将从基本 M1 芯片增加四倍(总共 40 个)。


改进的制造工艺


在我们得到数字之前,我们应该提到的是,预计 M2 将采用台积电的 N4P 工艺制造,这是制造 A14 和 M1 的 5nm 工艺的增强形式。台积电声称它可以在相同功率下运行速度提高 11%,或者在相同性能下减少 22% 的功耗。目前尚不清楚这是否会转化为更高的时钟速度、更长的电池寿命,或者两者兼而有之。这一切都取决于 Apple 的特定配置,尤其是电池寿命受多种变量的影响(例如,显示器的能效如何)。


对于我们在这里的性能预测,我们没有考虑制造工艺改进带来的额外性能,因为没有办法实际量化它们可能是什么。可以合理地预期,这里提供的数据可能比苹果可能从 N4P 工艺中挤出的数字低几个百分点,正如我们看到 A15 驱动的 iPhone 13 手机的电池寿命大大提高一样,苹果可能会优先考虑寿命使用这些芯片的 MacBook。


M2 和 M2 MAX的 CPU 估计


我们首先查看 A15 比 A14 快多少,A14 具有类似的四效率CPU和两性能 CPU 核心配置,但在架构上进行了一些改进。总而言之,A15 的单核性能比 A14 高出约 7%。


尽管核心配置相同,但多核得分要高得多,约为 20%。Apple 可能会进行架构改进以同时提高所有内核的使用率,并且制造工艺的改进可能能够在所有内核都处于活动状态时保持更高的时钟速度。


当我们获取 M1 和 M1 Max 分数并添加相同的性能提升时,我们得到了一些令人印象深刻的数字。Geekbench 5 的单核性能很可能突破 1800,与英特尔即将推出的 Core i9 Alder Lake 高性能笔记本电脑芯片持平。


多核分数可能会变得非常有趣。传闻称,M2 将拥有与 M1 相同的四效率cpu和四性能cpu的布局,而 M2 Max 则与 M1 Max 一样坚持四个效率核心和八个性能核心。


这可能会让 M2 获得略低于 9,000 的分数(由于该芯片具有八个高性能内核,但仍不如 M1 Max 快)。对于 MacBook Air 等超便携笔记本电脑来说,这是一个很好的成绩。但 M2 Max 的得分超过 14,000 分,将领先于英特尔最快的 Alder Lake Core i9,后者有 14 个内核(6 个性能和 8 个效率)。M2 Max 很可能以一小部分功率实现了这些性能提升。


M2 和 M2 Max 的图形估计


与我们的 CPU 预测一样,我们通过简单地查看从 A14 到 A15(在 iPhone Pro 型号中)的性能提升并假设从 M1 到 M2 的性能提升相同来估计 M2 图形性能。A15 的 GPU 内核比 A14 多 25%(五个而不是四个),但额外的内核仅在 iPhone 13 Pro 手机中启用。有传言称 M2 将从最多 8 个 GPU 核心增加到 10 个,而 M2 Max 将从 32 个增加到 40 个,保持这个比例不变。


3DMark 的 Sling Shot 基准测试有点过时,但仍然是衡量 GPU 在运行更简单、更旧的图形技术时表现如何的一个相当有用的衡量标准。A15 比 A14 快 24%。您可以将其归因于多出 25% 的内核以及一些架构改进。


不幸的是,Sling Shot 测试仅适用于移动平台。这意味着我们无法在 M1 Max 上对其进行测试,因为该芯片仅适用于 MacBook。但由于 M1 可以在 iPad Pro 中找到,我们可以在 M1 上运行这个有用但有点老化的基准测试,并推测我们可能会看到 M2 的得分超过 10,000,这很容易让任何其他现代平板电脑感到羞耻。


更现代的跨平台测试是 3DMark 的新 Wild Life。在这项测试中最艰苦的版本中,A15 比 A14 快 30%。


扩大到 M2 和 M2 Max,我们预计性能较低的芯片将超过 6,000 ,而苹果最强大的处理器将超过 26,000 。后一个分数值得注意,因为它非常接近 GeForce GTX 3070 的移动版本。


虽然这样的性能提升将使 M2 Max 与相当高端的移动独立 GPU 保持一致,但它甚至还不到顶级桌面 GPU 性能的一半。更重要的是,AMD 和 Nvidia 的高端 GPU(以及英特尔即将推出的 Arc 系列)具有硬件加速的光线追踪功能,而苹果的 GPU 迄今为止还没有这种功能。虽然我认为迟早会支持这样的功能,但它可能不会出现在 M2 系列中。苹果已经落后于那里的竞争对手多年,而且今年不太可能有所改善。


其他注意事项:神经引擎、视频编码器、内存


虽然 CPU 和 GPU 很容易量化,但它们并不是 Apple 片上系统的唯一重要部分。RAM 当然非常重要,我们预计高速 LPDDR5 将再次在这些芯片中占据突出地位,因为它提供了性能和能效的正确组合。苹果在确保他们的芯片有足够的内存带宽来充分利用他们的 CPU 核心和 GPU 核心方面做得很好,我们看不出有任何理由让 M2(或 M2 Max)成为第一个认真对待的人受带宽限制。


神经引擎是一种定制处理器模块,旨在加速机器学习和 AI 任务,虽然 A15 与 A14 一样具有 16 核神经引擎,但它经过重新设计以提高效率,每台处理器可以执行超过 40% 的操作第二。我们希望同样的神经引擎能够飞跃到 M2。


最后,A15 改进了视频处理引擎,加快了视频解码和编码的速度。M1 和 M1 Pro 有其中之一,而 M1 Max 有两个。如果 M2 继续出现这种情况,我们一点也不感到惊讶——M2 和 M2 Pro 中只有一个改进的视频引擎,而 M2 Max 中有两个。很高兴在这里看到进一步的改进,因为 Mac 经常被用作视频制作机器。特别是,Apple 的 SoC 还没有对 AV1 代码的硬件支持(既不编码也不解码),很高兴看到在 M2 版本的视频处理引擎中添加了这一点。


总体预期


虽然认为 M2 可能是一些重大的架构变革令人兴奋,但它很可能会以与 M1 源自 A14 的方式完全相同的方式继承 A15 的技术。或许苹果未来会进一步将其 Mac 芯片从其 A 系列架构中分离出来,但在其第二代芯片中,“A15 以完全相同的方式扩大规模”是最有可能的情况。


性能限制会因手头的任务或基准测试而有很大差异,而 SSD 性能和冷却等因素始终会发挥作用。但总的来说,我们认为 CPU 性能提高约 20%(单核性能提高不到 10%)是合理的,而额外内核的添加将使 GPU 性能提高约 30%。这些改进也将伴随着机器学习和视频编码性能的改进。


所有这些也应该发生在大致相同的功率包络中。Apple 很少在电池寿命方面出现倒退,因此您可以期待配备 M2 芯片的类似笔记本电脑具有相同或更好的电池寿命,同时提供这些令人印象深刻的性能提升。而且由于 Apple 优先考虑使用 A15 芯片的电池寿命,它可能会变得更好。

 

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