苹果M1芯片性能炸裂？先别急着吹

在今年6月份苹果WWDC2020上，发布了one more thing：自研ARM芯片M1。

这标志着苹果MAC系列笔记本从Intel的X86架构，开始转向ARM架构的怀抱。

而上一次的转型，则是苹果在2006年的时候放弃PowerPC架构，全面支持X86。

一晃十多年过去了。

PowerPC风光早已不在，如今只能蜷缩工控领域瑟瑟发抖。

而ARM则快速崛起：之前只是移动领域，如今在苹果的加持下，成功打入了PC机的地盘，为X86最可能的强劲对手。

看一下苹果M1的参数。

5nm工艺，一块芯片上集成了160亿个晶体管。

4+4+8的核心设计（4个大核+4个小核+8个GPU）

下面是M1外面塑封去掉后的die片，可以看到实际的CPU core和GPU。

同时可以很清晰的发现CPU和GPU之间围绕着缓存（SCL Cache），并通过它交换数据。

下面这幅图，可以比较清楚的明白M1芯片的内部架构：

看看芯片右侧两片硕大的DDR：

M1芯片把DDR（DRAM）集成到了芯片内部，也就是说，以后想换DDR更困难了。

借助于苹果5nm的先进工艺，使得M1的在相同功耗情况下的性能更强劲。

不过苹果在这时候，就开始耍一些小心眼了。

注意上图是相同功耗下，M1芯片性能是其他芯片的2倍。

能耗比确实牛逼，但如果不考虑功耗，M1的性能是比不过有些芯片的。

举个例子，M1的峰值功耗是18W左右，可Intel I10，AMD锐龙9等，CPU轻轻松松超过30W。

同样的，GPU也是在相同功耗下的对比，并不代表整体性能。

虽然苹果M1性能在目前的CPU里面，已经是非常牛逼的了，各项性能虽然不说超越，但起码能够做到不落下风。

一款CPU是否厉害，其实除了它的物理性能，还必须要有配套的软件支撑。

目前最大的问题就是：指令翻译效率不足。

这里包括2个方面。

从架构上来说，Intel，AMD的CPU采用X86架构，是复杂指令集（CISC）；

而M1采用的ARM架构，属于精简指令集（RISC）。

简单来说，复杂指令集（CISC），就是CPU一次能够执行更复杂的指令。

而精简指令集（RISC），则要求将复杂的指令，转换成一条条的简单指令后，CPU才能执行。

举个例子，对CPU发号"起床"的指令。

对复杂指令集CPU来说，可以直接执行，直接就起来了。

但对精简指令集CPU来说，它听不懂"起床"的指令，需要给它发送"掀开被子"、"穿衣服"、"穿鞋子"等分解后的指令，它才能完成"起床"这个动作。

所以这是属于架构层面的天然缺陷。

还有一个层面，就是X86的指令集与ARM指令集不同：

X86和ARM它们能听懂的"话"不一样，类似一个能听懂英语，一个能听懂法语。

比如微软的windows操作系统，天生就是适配X86架构的。

还有现在主流的软件，也都是针对X86架构进行的开发。

以前的软件，都是针对能"听懂英语"的X86做的设计，可现在ARM的M1芯片不懂"英语"，只懂"法语"。

怎么办？

只能先把"英语"翻译成"法语"，再发给M1芯片进行处理。

对苹果来说，如何翻译呢？

这件事情苹果干的多，当年从PowerPC转向X86时，苹果为了应对这种情况，就推出了第一代的Rosetta转换层。

现在从X86到ARM，又推出了Rosetta 2转换层，还是用来做翻译功能的。

但翻译的再好，也是翻译，即使处理的再快。必然还会再降低一部分效率。

只有等苹果的生态起来后，各厂家直接开发针对ARM版本的软件，才能解决这个问题。

结尾

因此，虽然苹果M1的性能强劲，但考虑到它是苹果第一代的台式ARM CPU，各软件厂家优化、开发至少需要1-2年的时间。

所以如果说是性能轻度用户，平时只做做文档什么，想尝个鲜，可以考虑。

可如果是性能重度用户，经常需要跑各种专业软件，建议还是再等等吧。

毕竟等的时间长点，说不定价格降的更厉害。

关于科技和数码，我们谈点不一样的。

欢迎关注，转发和评论。