为什么苹果的M1芯片这么快?

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为什么苹果的M1芯片这么快?

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过去,每一次MacBook的发布都会带来扬声器、显示器、键盘、触摸板的改进,以及英特尔新的H-系列45瓦芯片组。但每一代MacBook都有一个共同的问题,那就是散热问题。苹果提供的每一台笔记本电脑都有散热问题,而且没有一台能吸引那些想做一些设计或创意工作但又被薄薄的机箱和英特尔的热运行CPU牵着鼻子走的人。苹果不得不自己承担所有的索赔,尽管错误在于英特尔的架构,而且每一代CPU的进步都很少。英特尔也对每一代MacBook的延迟负责,因为他们的CPU的供应问题。

早在2020年,苹果公司就决定将其笔记本电脑和台式机系列转向内部芯片,因为这样他们不仅能够根据硬件优化一切,而且还能控制生态系统,并保持其产品的推出周期。苹果必须使这一过渡尽可能顺利,因此他们宣布了一个名为Rosetta 2的仿真层,它编译了所有在英特尔MacBook上运行的64位应用程序,并在由M1驱动的MacBook上模拟运行。

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因此,苹果宣布下一代MacBooks将运行在他们名为M1的定制芯片上。第一批使用这种芯片的产品是MacBook Air和MacBook Pro 13,其结果是革命性的。它们不仅运行得更冷,而且只有15瓦的TDP,它们能够在大多数任务中击败昂贵的Mac Pro。

现在的问题是,苹果究竟是如何开发出比竞争对手英特尔和AMD更快、更可靠的芯片的。好吧,答案之一是它是一个基于RISC(精简指令集计算机)的芯片,意味着它只需要一次任务的一层,而这层任务又根据指令的要求被进一步细分为不同的类别。英特尔和AMD的CPU使用像多线程这样的程序来提高性能,这意味着它们可以一次处理多于一层的任务并在不同的寄存器中进行处理,从而减少时间。但是,苹果的单核(单线程)性能仍然比其他大多数CPU快,因为它被设计为接受8位指令而不是传统的4位指令。这几乎是大多数现代设计的两倍。这让它仍然可以做大量的工作,即使在较低的时钟速度下运行,这可以帮助节省电力。

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其次,苹果M1被设计为SOC(片上系统),这意味着所有的组件都是在芯片组上原生的。它还采用了非常快的4266MHz统一内存架构,其中内存可以被CPU和GPU同时访问,这就减少了延迟,并最大限度地提高了性能。M1还基于台积电的5纳米架构,负责非常低的功耗并改善电池寿命。这就是当前一代MacBooks拥有非凡电池寿命的原因。

这只是苹果为制造令人印象深刻的处理器所做的明智决定之一。相对于英特尔和AMD这样的X86,苹果的产品是新的,有可能改变整个处理器市场。它不是魔术,只是在正确的时间正确地使用了技术。


为什么苹果的M1芯片这么快?原文发表在《Nerd For Tech》杂志上,人们通过强调和回应这个故事继续进行对话。