拆機(jī)探芯 外在的變化

蘋果M1雖然與iPhone12系列身上的A14流著相同的血脈，但由于前者集成了包括T2、雷電/USB4控制器甚至內(nèi)存在內(nèi)的更多模塊，所以其實(shí)際尺寸已經(jīng)非常接近英特爾Y系列超低壓版的酷睿處理器了（圖1），整個(gè)PCB主板的尺寸和結(jié)構(gòu)與X86型號(hào)相似，并沒(méi)有幫助設(shè)備大幅瘦身或塞進(jìn)更大容量電池。

知名網(wǎng)站iFixit已對(duì)M1版的MacBook Air和MacBook Pro進(jìn)行了拆解（圖2），它們的“芯臟”非常特別，CPU部分只占了芯片表面積的一半，另外一半則直接整合了內(nèi)存芯片（圖3），蘋果官方將其稱為UMA同一內(nèi)存架構(gòu)。這種設(shè)計(jì)的好處是，內(nèi)存不會(huì)占用主板額外的空間，而且M1的每個(gè)部分（包括CPU、GPU、神經(jīng)引擎等）都可以訪問(wèn)相同的內(nèi)存池，不必在多個(gè)地方復(fù)制或緩存數(shù)據(jù)，有利于提高效率。

不服跑個(gè)分 性能的差異

作為基于ARM精簡(jiǎn)指令集打造的芯片，很多人都擔(dān)心蘋果M1的性能是否可以抗衡同期最新的X86移動(dòng)處理器。雖然蘋果官方對(duì)其的性能描述非常美好，但對(duì)絕大多數(shù)普通消費(fèi)者而言，還是需要看到具體的跑分成績(jī)對(duì)比才能更踏實(shí)放心。

GeekBench 5.3.0和Cinebench R23都是比較知名的基準(zhǔn)測(cè)試軟件，而且它們都有針對(duì)ARM版本Mac OS系統(tǒng)定制的原生版本。當(dāng)然，考慮到X86程序都需要使用Rosetta 2模擬器運(yùn)行，所以在橫向?qū)Ρ葧r(shí)，經(jīng)Rosetta 2編譯后的GeekBench和Cinebench的跑分?jǐn)?shù)據(jù)才更具參考價(jià)值，本文中參與測(cè)試的機(jī)型為Mac mini。

表1：?jiǎn)魏藴y(cè)試對(duì)比（數(shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

表2：多核測(cè)試對(duì)比（數(shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）?

?表3：實(shí)際游戲測(cè)試（數(shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

M1在運(yùn)行Rosetta 2編譯的X86程序時(shí)存在較為明顯的性能耗損，但即便如此，其單核性能也能趨近于銳龍7 4700U和酷睿i7-1060NG7（表1），多核性能則可秒殺酷睿i7-1060NG7，接近同樣有8核心的銳龍74700U和4核8線程的酷睿i7-1165G7（表2）。但大家可不要忘記，蘋果M1芯片采用的是4大核+4小核結(jié)構(gòu)，而且還是天生孱弱的精簡(jiǎn)指令集，在這些不利因素的影響下，M1還能在Rosetta 2模擬器環(huán)境下獲得如此性能，足以改變我們對(duì)ARM架構(gòu)芯片的保守印象了。

下面再來(lái)看看3D性能。威鋒網(wǎng)友@黑貓的野望對(duì)搭載酷睿i7-1060NG7（集成銳炬Plus G7，64個(gè)EU計(jì)算單元）和M1版本的MacBook Air（非滿血，集成7個(gè)計(jì)算單元的GPU）進(jìn)行了一系列對(duì)比測(cè)試，M1的3D性能較之i7-1060NG7有著3倍-4倍的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)（表3），要知道這些游戲可都是運(yùn)行在Rosetta 2模擬器環(huán)境下的，如果未來(lái)能推出ARM原生的版本，游戲幀數(shù)還能有進(jìn)一步的提升！

平心而論，i7-1060NG7并不弱，它隸屬于英特爾第10代酷睿Ice Lake家族，采用10nm工藝和4核心8線程設(shè)計(jì)，默認(rèn)和最高睿頻加速頻率分別為1.2GHz和3.8GHz，集成銳炬Plus核顯，是同期Y系列超低功耗處理器系列中的高端型號(hào)。i7-1060NG7和蘋果M1的TDP都是10W左右，但在實(shí)際的性能輸出方面，無(wú)論是CPU還是GPU，M1的優(yōu)勢(shì)都是顯而易見(jiàn)的（圖4）。

此外，得益于ARM架構(gòu)的先天優(yōu)勢(shì)，蘋果M1還具備更加省電的優(yōu)勢(shì)。以《古墓麗影：暗影》游戲?yàn)槔?，在相同的測(cè)試場(chǎng)景下運(yùn)行30分鐘后，M1版的MacBook Air只消耗了7%的電量，而i7-1060NG7版的MacBook Air卻下降了23%。

④·古墓麗影：暗影游戲?qū)Ρ冉貓D

應(yīng)用實(shí)測(cè) 真實(shí)的體驗(yàn)

M1芯片賦予了Mac電腦較強(qiáng)的性能，但對(duì)絕大多數(shù)普通用戶而言，它在軟件層面的兼容性和體驗(yàn)無(wú)疑更加重要?，F(xiàn)在已知的問(wèn)題是，仍有很多iOS應(yīng)用/游戲未對(duì)Mac系統(tǒng)進(jìn)行適配，無(wú)法下載和安裝使用，一些特別依賴觸控操作的游戲，使用鼠標(biāo)鍵盤控制時(shí)的體驗(yàn)也較差（圖5）。

絕大多數(shù)第三方X86 Mac軟件都能自動(dòng)經(jīng)Rosetta 2轉(zhuǎn)譯至ARM M1芯片運(yùn)行，整個(gè)過(guò)程約10秒～20秒左右，之后再次開(kāi)啟APP時(shí)無(wú)需再次轉(zhuǎn)譯。從無(wú)數(shù)用戶的實(shí)際反饋來(lái)看，使用Rosetta 2模擬運(yùn)行X86軟件時(shí)往往可以獲得超預(yù)期的體驗(yàn)，流暢度甚至超越酷睿版本的Mac電腦。特別是在編程、渲染、編解碼等應(yīng)用環(huán)境下（圖6），M1的表現(xiàn)遠(yuǎn)超i7-1060NG7，在使用蘋果自家Final Cut Pro X軟件進(jìn)行5K視頻渲染時(shí)的效率甚至可以媲美16英寸的MacBook Pro 2019（酷睿i9處理器+5600M獨(dú)顯），但在沒(méi)有針對(duì)M1芯片優(yōu)化的Adobe Pr軟件進(jìn)行5K視頻渲染時(shí)，其效率與MacBookPro 2019則還有一段距離。

理性看待M1電腦的局限

蘋果M1芯片的誕生，模糊7ARM和X86的軟硬邊界，為PC市場(chǎng)推開(kāi)了一面前往未知世界的大門。一旦確認(rèn)這條路走得通，Wintel（微軟和英特爾）聯(lián)盟將迎來(lái)一波又一波猛烈的“炮火”。

⑦·M1版的MacBook，應(yīng)該是相同尺寸和功耗輸出下的性能最強(qiáng)音

⑧·如果你需要真正的移動(dòng)工作站，還是需要16英寸版本的MadBook Pro，或是其他配置類似的高端X86電腦

但就目前來(lái)看，蘋果M1還不具備徹底扭轉(zhuǎn)ARM和X86戰(zhàn)局的能力，說(shuō)它性能強(qiáng)、效率高，都是針對(duì)酷睿i7-1060NG7這類超低功耗移動(dòng)處理器（圖7），以及編程、渲染、編解碼等特定的應(yīng)用和場(chǎng)景而言。換句話說(shuō)，如果你原本打算購(gòu)買搭載13英寸的MadBook Air、MadBook Pro和Macmini，M1版的新品顯然較之X86前輩更具性能價(jià)格比。

但是，如果你計(jì)劃購(gòu)買16英寸的MadBook Pro（圖8），希望流暢運(yùn)行更多3A游戲大作，又或是離不開(kāi)Windows 10系統(tǒng)的軟件生態(tài)，暫時(shí)就不要考慮M1版的Mac電腦了。因?yàn)镸1芯片再?gòu)?qiáng)，它的CPU性能也就是28W第11代酷睿處理器的檔次，GPU效能則更加接近MX450和銳炬Xe核顯，同樣的預(yù)算我們已經(jīng)可以買到i7-10875H+GTX2060的游戲本或設(shè)計(jì)本了。

總之，第一批M1版Mac電腦更適合偏專業(yè)的用戶，他們知道自己真正需要的是什么——更輕薄的設(shè)計(jì)（圖9）、更持久的續(xù)航、更快速的響應(yīng)能力、關(guān)注指定應(yīng)用環(huán)境下的高效率，同時(shí)深諳M1版Mac電腦不支持安裝Windows系統(tǒng)、不支持eGPU（雷電接口專用的外置顯卡）等缺陷，有著足夠的耐心等待相關(guān)軟硬件生態(tài)的逐步成熟。

至于更多的普通消費(fèi)者，不妨等到2021年搭載M2 Mac電腦的發(fā)布，那個(gè)時(shí)候才是最佳的入手時(shí)間。屆時(shí)，說(shuō)不定我們可以看到采用翻轉(zhuǎn)屏幕設(shè)計(jì)，支持觸控操作的新一代MacBook，在運(yùn)行iOS應(yīng)用時(shí)也能獲得完美的操作體驗(yàn)。

能耗逆轉(zhuǎn) 來(lái)自英特爾的反擊

面對(duì)以蘋果M1和驍龍8CX為代表的ARM芯片的猛烈攻勢(shì)，英特爾也祭出了全新的“Lakefield”平臺(tái)，即采用英特爾混合技術(shù)的全新酷睿處理器，代表型號(hào)有酷睿i3-L13G4和酷睿i5-L16G7，它們都擁有7W的TDP，采用1+4大小核組成的5核心設(shè)計(jì)，分別集成銳炬Plus G4和銳炬Plus G7核顯（圖10）。目前Lakefield已經(jīng)被三星Galaxy Book S、微軟Surface Neo和ThinkPad X1 Fold等產(chǎn)品列裝。

可惜，Lakefield只是通過(guò)特殊的3D封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了芯片的小型化（圖11），其實(shí)際功耗可以接近ARM架構(gòu)的芯片，但隨之帶來(lái)的則是性能的驟降，在Windows 10生態(tài)環(huán)境中的執(zhí)行效率并不如同家族

中的Y系列和U系列。

隨著蘋果M1的問(wèn)世，“?。ǚ庋b小，功耗低）而不強(qiáng)”的英特爾Lakefield平臺(tái)的競(jìng)爭(zhēng)力無(wú)疑將進(jìn)一步降低。希望M1可以給英特爾、AMD和微軟等傳統(tǒng)X86陣營(yíng)帶來(lái)足夠大的壓力，讓未來(lái)的PC市場(chǎng)可以變得更加精彩。

⑩·有關(guān)Lakefield芯片的設(shè)計(jì)可參考本期CFan講堂欄目

⑾·Lakefield非常適合雙屏筆記本形態(tài)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品

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如果你對(duì)Lakefield平臺(tái)感興趣，請(qǐng)參考本刊2020年第15期《“1+4”五核降臨淺析英特爾Lakefield混合酷睿平臺(tái)》這篇文章。