Apple 的下一代 Mac 芯片即将问世——它还可以变得更好

苹果正处于为期两年的过渡期远离英特尔和 AMD 芯片,转向自己的 Apple Silicon。低端产品已被第一代 M1 芯片覆盖,该芯片位于 MacBook Air13 英寸 MacBook ProMac mini,现在是 24 英寸 iMac。 M1 芯片可以很好地满足这些需求,该芯片基本上是 A14 的增强版。正如 A12X 是 A12 的两倍,高性能 CPU 核心、GPU 核心和内存总线宽度一样,M1 也是 A14 的两倍。这就是 Apple 将其放入新款 iPad Pro 中的原因。

对于低端 Mac 来说,这已经足够了,但如果更大的 MacBook Pro 和 iMac 要取代当前产品中功能强大的 Intel CPU 和 AMD GPU,它们确实需要更快一点的速度。而 Mac Pro,嗯,这是一套完全不同的要求,并且可能是最后一个实现 Apple Silicon 过渡的产品。因此,随着 M2(或者可能被称为 M1X?)进入生产的传言不断,我们有必要设定期望。下一个 Apple Silicon 芯片会是什么?

M1X 还是 M2?

位于CPU-Monkey 我们已经看到了”泄露”的规格和基准一种叫做 M1X 的东西。值得对这些持保留态度,因为该网站上未发布的产品详细信息往往被证明是错误的。尽管如此,它们仍然代表了 Apple Silicon 下一步发展的一组非常合理的规格。

苹果将该芯片称为 M1X 还是 M2 几乎是学术性的。如果芯片基于 A15 处理器将于今年秋天应用于 iPhone 和 iPad,而如果 M1X 是增强版的 M1,则更有意义。坦率地说,似乎很难相信基于 A15 架构的 M 系列芯片已经准备好投入生产,所以我的猜测是 2021 年出货的任何新苹果硅芯片都将基于 A14 和 M1。 A15 可能会比 A14 和 M1 提升单核性能,但我们预计苹果的目标是在其下一代 Apple Silicon 芯片中拥有更多核心而不是更快的核心。

A15 预计将采用稍微增强的 5 纳米工艺制造,并提供更高的 CPU 和 GPU 性能,以及图像/视频处理和神经引擎的预期每年更新。我认为苹果今年也将最终采用 LPDDR5 内存,为其提供更多的内存带宽。这些改进在 M1X 中将被放弃,但我们希望在 M2 中得到它们。

事实上,苹果可能会将下一代芯片称为 M2,即使它仍然基于 A14 和 M1。名字里有什么,对吧?但我预计今年高端 Mac 中使用的芯片,无论其官方名称如何,都可能是 A14 和 M1 系列的延伸。

12核CPU

A14 拥有四个高效 CPU 核心(速度较慢但功耗较低)和两个高性能核心(速度非常快但功耗较高)。 M1保留了4个效率核心,并将高性能核心增加了一倍至4个,总共8个CPU核心。下一次演进时,将它们再次增加一倍,达到 8 个高性能核心,总共 12 个 CPU 核心,这是有意义的。

由于仅有四个高性能核心,M1 几乎赶上了 8 核 Core i9,而且单核速度要快得多。想象一下 8 个高性能核心!

当谈到高端性能和基准测试时,这些高性能核心无疑承担了大部分工作。较大的 27 英寸 iMac 和 16 英寸 MacBook Pro 配备 6 核或 8 核英特尔处理器(27 英寸 iMac 甚至可以选择 10 核)。从核心到核心的匹配来看,苹果的芯片比英特尔的芯片快得多,因此增加到八个高性能核心将保证苹果获得巨大的性能优势。

16核GPU

M1 将 A14 中的 GPU 核心数量从 4 个增加到 8 个,我们认为 Apple Silicon 的下一步将使其再次增加一倍。 16 核 GPU(为 Apple 提供 256 个执行单元)肯定会导致本已庞大的片上系统的尺寸爆炸性增长。但在所有升级中,这是最有必要替换苹果市场上现有产品的。较大的 MacBook Pro 和 iMac 配备独立的 AMD Radeon 图形处理器,每个处理器都有自己的高速内存池。

16 英寸 MacBook Pro 提供 Radeon Pro 5500M 或 5600M 以及 4GB 或 8GB 专用图形内存,因此我们正在考虑大约 5 teraflops 的图形处理能力。 27 英寸 iMac 可以配备从 4GB RAM 的 Radeon Pro 5300 到 16GB RAM 的 5700XT 等各种配置。我们正在研究大约 8 teraflops 到 12 teraflops 的处理能力,也许更重要的是,大量的专用高速 GDDR6 内存。

M1 已经超越了英特尔的集成显卡,但与 Radeon Pro 5500M 相比还有很长的路要走(更不用说 iMac 更快的 GPU)。

我们对 M1 中 GPU 的相对性能印象深刻 – 我们发现它远远高于其 2.6 teraflop 重量级别 – 但如果它想超越 Radeon,它仍然需要大幅提升苹果今天在其产品中配备了芯片。将 GPU 核心加倍就可以了。

将内存加倍

M1 可以配置 8GB 或 16GB 内存。我们发现 8GB 版本的性能比基于 Intel 的同类 Mac 好得多,但尽管如此,高端 Mac 仍有望执行使用大量内存的高要求工作。

目前 16 英寸 MacBook Pro 的 RAM 起步为 16GB,最高可配置为 64GB。 27 英寸 iMac 起步容量为 8GB,最高可达 128GB。我怀疑苹果会尝试匹配这些机器的顶级 RAM 规格,但下一代 Apple Silicon 芯片的 16GB 和 32GB 版本基本上是稳操胜券。

令我更感兴趣的是苹果还可能如何增加内存带宽。 M1 将 A14 的 64 位内存总线增加了一倍,达到 128 位。这意味着它能够使用 LPDDR4X 提供约 68GB/秒的速度。这对于超轻薄笔记本电脑来说非常棒,甚至超过了 27 英寸 iMac,但这些 Radeon 图形芯片具有带宽远远超过 100GB/秒的专用图形内存。

Apple 的图形处理器的带宽效率非常高,但我认为 16 核 GPU 很快就会发现自己受到内存带宽的瓶颈,特别是如果它必须与所有这些 CPU 核心共享内存的话。增加到 256 位内存接口当然是可能的,并且确实可以让芯片飞起来。

其他的东西呢?

如果下一代 Mac 处理器确实基于 A14 和 M1,我们预计芯片中的所有”其他内容”——音频和视频处理、编码器和解码器以及神经引擎——将与 A14 和 M1 保持不变。 M1。如果通过一些工程壮举,下一代苹果芯片实际上继承了即将推出的 A15 的设计,我们预计所有这些功能都会得到改进。随着苹果全力投入人工智能和机器学习,神经引擎可能会得到大幅升级。

即使没有对所有这些”非核心”的东西进行任何改进,CPU 和 GPU 核心数量的增加也将使下一代苹果芯片绝对令人惊叹,特别是如果苹果也将内存带宽加倍的话。这也将使芯片变得绝对庞大:M1 已经拥有高达 160 亿个晶体管,并且您可以预期具有双倍 CPU 和 GPU 核心的版本至少有 240 亿个左右。这并非闻所未闻(AMD 和 Nvidia 最大的桌面 GPU 都那么大),但这将使该芯片成为市场上最大的完整片上系统,甚至比 Xbox Series X 或 PlayStation 5 中的芯片还要大.