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x 86 CPU 的 AVX 性能 在 如今 十分 重要 曾经 Zen 2相较 于 Zen 和 Zen +的 巨大 提升 很大 程度 就 来源于 AVX 性能 的 提升 而 AVX 作为 SIMD 指令集 十分 依赖 SIMD 宽度 而 ARM 架构 中 类似 于 AVX 的 指令集 叫做 Neon M 1的 每个 核心 里 有 4个 128 bit 的 Neon 管道 这个 规格 和 Skylake 以及 Zen 3是 同一 水平 至少 在 处理器 架构 层面 上 这颗 ARM 处理器 的 浮点 性能 已经 站上 了 和 x 86最 先进 的 架构 平等 的 水平 除此之外 M 1还有 一个 能 让 浮点 单元 和 NPU 里应外合 的 AMX 指令集 这 让 它 的 浮点 性能 更上一层楼 但 浮点 性能 的 发挥 还 和 频率 以及 内存 性能 有关 那么 接下来 我们 来 聊聊 M 1的 缓存 与 内存 设计 缓存 对 CPU 的 PPC 有着 巨大 的 帮助 Zen 2的 桌面版 和 移动 版 的 差距 就是 由于 L 3缓存 导致 的 而 Ice Lake 和 Tiger Lake 更是 几乎 只有 缓存 设计 上 的 区别 苹果 在 M 1的 大 核里 塞进 了 12 MB 的 共享 L 2缓存 作为 对比 A 14里面 的 大核 的 L 2缓存 是 8 MB 这 应该 是 现代 CPU 里 最大 的 二级缓存 设计 平均 每 核心 3 MB 的 二级缓存 远大于 Tiger Lake 或者 Zen 3的 L 2缓存 更 接近 它们 的 三级 缓存 上次 在 苹果 以外 的 CPU 上 见到 这样 的 大 L 2还是 酷睿 2时代 M 1的 小 核心 则 配置 了 4 MB 的 L 2缓存 这个 大小 就 更 接近 我们 认知 中 的 L 2缓存 了 但 因为 我们 没有 办法 在 新 MacBook Pro 上 跑 AIDA 64之类 的 测试工具 所以 M 1和 Zen 3以及 Tiger Lake 的 L 2性能 差别 我们 还 不得而知 一般来说 L 2容量 越大 延迟 就 越 难 优化 但 就 容量 来看 M 1的 规格 确实 有点 吓人 除此之外 M 1还有 一个 类似 三级 缓存 的 系统 级别 缓存 这个 缓存 是 CPU 、 GPU 和 NPU 等 单元 共享 的 从 官方 keynote 里 公布 的 DIE Shot 来看 应该 和 A 14一样 都 是 16 MB 因为 GPU 也 要 用 这个 缓存 CPU 的 大 L 2缓存 应该 和 这 一点 也 有 关系 内存 方面 M 1配备 了 苹果 称之为 统一 内存 架构 实际上 这 并 不是 苹果 第一次 这样 做 左边 是 iPad Pro 里面 的 A 12 X 和 A 12 Z 右边 是 这次 的 M 1 是不是 发现 它们 长得 很 像？ ||||performance||now|very||||compared|compared to|Zen||||huge|improvement||||comes from||||||AVX|as||||rely|Single Instruction, Multiple Data|width||ARM|architecture||||||instruction set||Neon|||each|core|里||||||pipeline||specifications||Skylake||||the same||at least||||level||this||processor||||||||||||architecture|||level|in addition||still|||||unit||NPU|inside and outside coordination||AMX|instruction set|||||floating point||take it to the next level|||||performance|||||memory|||so|next||||||||||cache||||performance|has|||help|||desktop version|||||||due to|L3缓存||result in||and|Ice|Lake||Tiger||further emphasizes|almost|only||design|||difference||||||inside each core|crammed into||||shared||||||||big core||||||||||||||level 2 cache||average||core||||far greater than||||||||||||level three||last time|||||||||||||Core i|||||||configuration|||||cache||size|||approach||||||||but|because|||solution|||MacBook||above|run|AIDA|||testing tool|so||||as well as|||||performance|difference||still|cannot be known|||capacity|bigger|delay|||difficult|optimization|but|||||||||scary|in addition||still||similar|level three|cache|||level||||||GPU||||||||official|keynote||announced||die|shot|||||the same||||||||||cache|||big|L3缓存||||||||relationship|memory|aspect||equipped||Apple|called||||||||||||||iPad||inside||||||||||||||||| 事实上 新 的 内存 架构 应该 在 A 12 X 时 就 已经 应用 在 了 iPad Pro 里面 M 1集成 在 片 上 的 内存 是 双通道 的 LPDDR 4 X 4266 这里 我 说 的 双通道 指 的 是 128 bit 不是 手机 常说 的 64 bit 带宽 相比 A 14是 翻番 的 和 内存 配置 比较 好 的 Intel 、 AMD 核显 笔记本 带宽 近似 但 计算机 里 有 一个 常识 距离 越近 延迟 越低 所以 苹果 这个 操作 应该 主要 是 为了 降低 延迟 以及 更好 保证 GPU 的 性能 表现 当然 升级 内存 就别 想 了 尤其 是 这次 的 Mac mini 彻底 关上 了 升级 硬件 的 大门 买来 是 啥 样 就是 啥样 至于 笔记本 不能 换 硬件 已经 四年 了 倒 是 没 啥 影响 大家 都 习惯 了 容量 方面 这次 提供 了 8 GB 和 16 GB 两种 这 两个 容量 其实 就是 在 告诉 你 这次 的 新 电脑 就 不是 给 强 生产力 用户 准备 的 也许 明年 夏天 之后 看 苹果 会 在 稍微 高阶 的 产品 上用 上 32 G 及 以上 的 片 上 内存 但 虽说 这次 M 1用 上 了 统一 内存 架构 但 我 还是 有 一点 更 不切实际 的 贪念 什么 时候 苹果 能 抛弃 DDR 内存 把 HBM 技术 用 在 自家 的 SoC 上 就 牛 逼 炸 了 我 相信 能 做到 这步 的 目前 有且 只有 苹果 就 看 他们 愿不愿意 这样 干 了 毕竟 这 成本 可不 低 简单 总结 一下 M 1的 架构 这 应该 是 目前 最 “超大 杯 ”的 处理器 核心 即使 和 Zen 3、 Skylake 相比 依然 十分 巨大 加上 使用 了 目前 桌面 CPU 唯一 的 5 nm 工艺 这颗 处理器 的 表现 很 令人 期待 其实 这么 分析 下来 你 会 发现 AMD 的 Zen 3架构 也 非常 优秀 似乎 只是 规格 不如 M 1那么 暴力 也许 再 做 宽 一点 就 能 在 IPC 上 打败 M 1了 可 为什么 其他 厂商 不去 做 像 M 1处理器 一样 宽 的 架构 来 提升 IPC 呢？ ||||||||||||applied|||||||integrated||chip|||||dual-channel||LPDDR||here||||dual-channel|refers to||||not|phone|often said|||bandwidth|compared to|||doubled||||||||Intel|AMD|integrated graphics|laptop||approximately|but|computer||||common knowledge||the closer||the lower|so|Apple||operation||||for|reduce||||||||||||don't even|||||||Mac|mini|thoroughly|shut down||upgrade|hardware||the big door|||what|样|is||as for||||||||||||||||||||||In fact, the new memory architecture should have been applied to the iPad Pro with the A12X chip. The integrated memory on the chip is dual-channel LPDDR4X 4266. When I say dual-channel here, I mean it's 128-bit, not the 64-bit bandwidth commonly mentioned for phones. Compared to the A14, the bandwidth has doubled, and the memory configuration is better than that of Intel and AMD integrated graphics laptops. The bandwidth is similar, but there is a common sense in computers that the closer the distance, the lower the latency. So Apple's main purpose for this operation should be to reduce latency and better ensure GPU performance. Of course, forget about upgrading the memory, especially with this Mac mini, which has completely closed the door to hardware upgrades. What you buy is what you get. As for laptops, not being able to change hardware has been the case for four years, and it hasn't had much impact. In terms of capacity, this time they offer two options: 8GB and 16GB. These two capacities are actually telling you that this new computer is not prepared for power users. Perhaps after next summer, we will see Apple use 32GB or more of on-chip memory on slightly higher-end products. Although M1 has adopted a unified memory architecture this time, I still have a somewhat unrealistic desire: when will Apple be able to abandon DDR memory and use HBM technology on its own SoC? That would||||||||||||||||||||productivity|user||||||||||||high-end||product|used on||In fact, the new memory architecture should have been applied to the iPad Pro with the A12X chip integrated on the chip. The memory on the chip is dual-channel LPDDR4X 4266. Here, when I say dual-channel, I mean 128-bit, not the 64-bit bandwidth commonly mentioned in phones. Compared to the A14, the bandwidth has doubled, and the memory configuration is better than that of Intel and AMD integrated graphics laptops. The bandwidth is similar, but there is a common sense in computers that the closer the distance, the lower the latency. So Apple's main purpose for this operation should be to reduce latency and better ensure GPU performance. Of course, forget about upgrading the memory, especially with this Mac mini, which has completely closed the door to hardware upgrades. What you buy is what you get. As for laptops, not being able to upgrade hardware for four years hasn't had much impact, and everyone is used to it. In terms of capacity, this time they offer two options: 8GB and 16GB, which actually tells you that this new computer is not prepared for power users. Perhaps after next summer, Apple will use 32GB or more of on-chip memory on slightly higher-end products. Although M1 has adopted a unified memory architecture this time, I still have a somewhat unrealistic desire. When will Apple be able to abandon DDR memory and use HBM technology on its own SoCs? That would be awesome.||above||chip||memory||although||||||unified|||||||||impractical||greed||||can|abandon|DDR|||HBM|technology|||in-house||System on Chip||||push|explode||||||this step|||have and||||||are willing|||||||can not|low||||||||||||super large|||||||||||||added||||desktop||||new|craft||||||makes||||||||||||||very|excellent||||||||||||||||||||||||||||||||||||| 其实 这里 包含 着 几个 方面 的 原因 苹果 的 处理器 不 外卖 它 卖 的 是 笔记本 、平板 和 手机 但 其他 处理器 厂商 卖 的 是 处理器 甭管 你 是 高通 还是 Intel 、 AMD 他们 赚 的 是 处理器 那 部分 的 利润 苹果 就 可以 省出 这部分 利润 用来 继续 堆 规格 但 整机 的 成本 却 不会 上涨 甚至 因为 Mac 和 iOS 设备 共享 处理器 架构 处理器 的 研发 成本 还 可以 得到 iPhone 和 iPad 的 分摊 于是 在 处理器 制造 成本 可能 比 intel 或 AMD 更 高 的 情况 下 苹果 赚 的 反而 更 多 了 苹果 在 A 11的 时代 就 在 硬件 层面 终结 了 对 32位 应用 的 支持 而 macOS 也 在 去年 的 10.15版本 里 去掉 了 对 32位 应用 的 支持 到 如今 已经 完成 了 全 64位 软件 的 准备 你 能 想象 你 买 回家 的 Zen 3处理器 完全 不 支持 32位 应用 吗？ ||||||||||||||||||||||||processor manufacturer||||||||||||||||||||||||save on|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| 如果 真的 这样 估计 你 得 爆炸 但 苹果 对 生态 的 控制 使得 他们 可以 用 一定 的 兼容性 换取 更强 的 性能 而 x 86就 得 背着 这种 具有 数十年 历史 的 “ x 86税 ” 在 增加 性能 的 同时 继续 保持 对 上古 软件 的 兼容 但 这种 兼容性 也 是 要 占 面积 和 费电 的 M 1毕竟 脱胎 于 A 14 而 A 14来自 于 手机 这 意味着 它 要 用 更 高 的 IPC 去 换取 更 低 的 频率 和 电压 这样 才能 保证 移动 设备 的 续航 对 AMD 和 Intel 来说 应用 它们 处理器 的 最 低功耗 设备 是 笔记本 而 更 高功耗 的 台式机 并不需要 考虑 续航 问题 所以 他们 可以 用 更 高 的 频率 获得 相同 的 性能 虽然 此时 的 能耗 比会 下降 但 绝对 性能 上 4.5 GHz -5 GHz 的 Zen 3也 不会 低于 3.2 GHz 的 M 1 可以 说 M 1虽然 是 同频 性能 之王 但 未必 是 同 面积 性能 之王 前面 也 说 了 面积 就是 制造 成本 这 对于 双核 或者 四核 可能 不会 差 那么 大 那 如果 是 16个 核 乃至 64个 核 呢？ Wenn Sie das wirklich so einschätzen, werden Sie explodieren, aber Apples Kontrolle über die Ökologie erlaubt es ihnen, bestimmte Kompatibilität gegen stärkere Leistung einzutauschen, und x86 muss diese jahrzehntealte „x86-Steuer“ tragen, um die Leistung zu steigern. es wird weiterhin die Kompatibilität mit alter Software aufrechterhalten, aber diese Kompatibilität nimmt auch Platz in Anspruch und verbraucht Strom.Schließlich wurde das M 1 aus dem A 14 geboren, und das A 14 stammt aus einem Mobiltelefon, was bedeutet, dass es benötigt wird höhere IPC gegen niedrigere auszutauschen. Die Frequenz und Spannung können die Akkulaufzeit mobiler Geräte sicherstellen. Für AMD und Intel sind die Geräte mit dem niedrigsten Stromverbrauch, die ihre Prozessoren verwenden, Notebooks, und Desktops mit höherem Stromverbrauch müssen die Akkulaufzeit nicht berücksichtigen, So können sie höhere Frequenzen verwenden, um bei gleicher Leistung zu erhalten, obwohl das Energieverbrauchsverhältnis zu diesem Zeitpunkt sinkt, wird die absolute Leistung des 4,5-GHz- bis 5-GHz-Zen 3 nicht niedriger sein als die des 3,2-GHz-M 1. Das kann sein sagte, dass, obwohl der M 1 der König der Leistung bei der gleichen Frequenz ist, es nicht unbedingt derselbe Bereich sein muss.Der König der Leistung sagte auch, dass der Bereich die Herstellungskosten ist, die für Dual-Core oder nicht so schlecht sein können Quad-Core Was ist, wenn es 16 Kerne oder sogar 64 Kerne sind? 处理器 厂商 的 一个 架构 要 覆盖 笔记本 到 服务器 那么 这件 事 就 不得不 考虑 了 说白了 处理器 的 设计 无非 就是 平衡 功耗 、性能 和 成本 功耗 会 因为 频率 和 电压 而 大幅 上升 成本 会 由于 利润率 的 要求 尽可能 压低 所以 反映 在 性能 上 就 得 找到 一个 平衡点 了 苹果 的 特别之处 就 在于 有 足够 强大 的 生态 这 三者 它 都 有着 绝对 的 控制权 于是 就 可以 找到 一个 相对 高 的 平衡点 所以 M 1就 这样 横空出世 了 接下来 的 实际 测试 里 我们 会 实际 来 看看 它 的 真实性 能 、功耗 表现 我们 还会 分析 一下 它 的 每 核心 功耗 对比 一下 x 86阵营 里 最 先进 的 Zen 3处理器 以及 和 同 架构 的 小弟 A 14对比 来 看看 苹果 是否 在 频率 上 还 留 了 一手 那么 在 进入 实际 测试 之前 我们 再 来 聊 一个 非常 重要 的 东西 —— Rosetta 2 Rosetta 2可以 说 是 M 1 Mac 的 一个 杀手锏 毕竟 苹果 不是 第一次 做 处理器 架构 间 的 转换 工具 了 第一代 Rosetta 正是 Mac 从 Power PC 转向 Intel 架构 时 苹果 推出 的 秘密武器 而 这次 的 第二代 让 我们 看到 了 苹果 牌 补丁 的 实力 首先 它 的 兼容性 确实 不错 不像 隔壁 搞 了 一年 多才 姗姗来迟 的 x 86-64支持 苹果 的 Rosetta 2从 一 开始 就 能 跑 x 86-64应用 而且 兼容性 大家 也 看 了 不少 评测 确实 不错 基本上 老 Mac 用户 可以 直接 用 Time Machine 恢复 他们 的 备份 到 M 1的 Mac 绝大多数 软件 运行 都 没 啥 问题 但 作为 一个 转译 器 除了 要 保证 兼容性 性能 表现 也 十分 重要 其实 在 这里 苹果 用 上 了 它们 最大 的 优势 ——软硬件 结合 ARM 和 x 86的 内存 一致性 模型 不同 这会 导致 多线程 软件 运行 的 问题 苹果 在 M 1里 直接 做 了 两版 内存 模型 在 运行 原生 应用 的 时候 使用 ARM 的 那套 而 在 运行 X 86转译 应用 时 就 切换 到 x 86的 那套 这种 深入骨髓 的 软硬 结合 是 其他 厂商 羡慕 却 学不来 的 这才 带来 了 Rosetta 2的 优秀 表现 说白了 Rosetta 2并 不仅仅 是 一个 软件 层面 的 转译 器 而是 需要 配合 苹果 自己 的 处理器 设计 才 实现 了 如今 的 表现 另一方面 Rosetta 2并 不是 一个 动态 转译 器 它 是 一个 静态 转译 器 在 你 第一次 打开 x 86应用 时 它会 帮 你 默默 转换 完 你 的 软件 之后 打开 的 时候 就 会 直接 打开 翻译 后 的 代码 形象 点 说 动态 翻译器 就 像是 同声 传译 而 静态 翻译 就 像是 字幕组 做好 了 熟肉 再 给 你 看 这样一来 性能 损失 会 更 小 也 更 容易 保持 软件 的 稳定 但 如果 你 是 个 完全 不 关心 电脑 里 用 什么 处理器 的 人 它 第一次 打开 譬如 Word 之类 的 软件 时 时间 长得 可能 会 让 你 觉得 你 新 买 的 电脑 坏 了 不过 好 在 Office 已经 原生 兼容 了 M 1处理器 VS Code 也 是 微软 不愧 是 苹果 最佳 开发者 总结 一下 在 两年 的 过渡期 内 Rosetta 2的 表现 直接 决定 了 使用 Apple Silicon 处理器 的 Mac 能 用 多少 老 软件 看看 隔壁 的 Surface Pro X 你 就 知道 如果 转译 器 做 不好 会 造成 多 翻车 的 结果 所以 带 着 曾经 开发 初代 Rosetta 得到 的 宝贵 经验 苹果 用 软硬兼施 +静态 翻译 的 做法 做出 了 一个 稳定 且 高效 的 Rosetta 2 在我看来 这才 是 M 1得以 完成 它 的 历史 任务 的 首要 功臣 这 期 视频 我们 主要 聊 性能 所以 我会 测试 Rosetta 转译 后 M 1的 性能 表现 兼容性 的 部分 我们 下期 再 详细 测试 但 就 一个月 的 使用 体验 来看 不 兼容 的 软件 很少 这 是 个 很 成熟 的 果味 补丁 我 的 MacBook Pro 13寸 是 16 GB 内存 +1 TB 硬盘 的 版本 我们 接下来 对 M 1的 性能 测试 就 在 这台 电脑 上 完成 温度 的 读数 则 通过 iStatistica Pro 来 完成 功耗 的 读数 我们 使用 Mac 自带 的 PowerMetrics 来 完成 首先 咱们 从 CPU 性能 开始 M 1的 CPU 由 4个 Firestorm 大核 和 4个 IceStorm 小核 组成 大核 频率 3.2 GHz 小核 频率 2.064 GHz 由于 目前 跨平台 测试 的 工具 还 很 有限 所以 与 其他 桌面 CPU 的 对比 我们 使用 Cinebench R 23来 完成 在 R 23当中 M 1跑 出 了 多 核 7823、单核 1514分 的 成绩 单核 成绩 和 1165 G 7基本相同 但略弱 于 默认 状态 的 5600 X 而多核 成绩 整体 成绩 几乎 和 4核 8线程 时 的 Zen 3在 4.5 GHz 的 性能 一模一样 超过 全核睿频 还 不到 4 GHz 的 英特尔 i 7 1165 G 7不少 但 面对 R 7 4800 U 这样 8核 16线程 的 选手 就 毫无 还手 之力 了 更 不要 说 R 7 4800 H 这样 的 标压 处理器 了 就 R 23的 表现 来看 3.2 GHz 下 的 M 1大 核心 约等于 4.7 GHz 下 的 Tiger Lake 或 4.5 GHz 下 的 Zen 3 IPC 应该 是 目前 消费 级 处理器 的 最高 水平 由于 大小 核 设计 它 的 多 核 性能 基本 等同于 Zen 3在 4核心 8线程 时 的 表现 满载 时 你 大 可以 把 M 1当作 是 4核 8线程 的 处理器 为了 方便 和 移动 端的 ARM 芯片 对比 我们 也 跑 了 一下 Geekbench 5 单核 成绩 比 iPad Air 4上 3.0 GHz 的 A 14高 大约 9% 比 A 12 Z 则 高出 约 56% 多核 则 比 满血 A 14高出 了 78% 相 较 于 A 12 Z 也 有着 68%的 优势 可以 说 远远 甩开 目前 移动 端的 所有 ARM 处理器 并 不是 一个 量级 但 M 1毕竟 初来乍到 现在 不少 软件 依然 不是 原生 ARM 指令集 那 M 1在 经过 Rosetta 2转移 器 模拟 x 86处理器 时有 怎样 的 性能 表现 呢？ 我们 用 了 三代 Cinebench 进行 了 测试 结果 很 有趣 Cinebench R 23中 经过 了 转译 的 M 1跑 出 了 单核 999分 多核 5241分 的 成绩 大约 相当于 原生 状态 的 67% 这个 成绩 甚至 要 低于 同样 以 3.2 GHz 运行 的 4核 8线程 Zen 3 也 低于 除 Skylake 以外 参测 的 的 其他 x 86处理器 但 相 较 于 定频 3.2 GHz 运行 的 4核 8线 Skylake 来说 还是 有 优势 的