原文标题:M2芯片只是增强版的A15吗?

 

虽然Apple的WWDC主要是一个以软件为重点的活动,但也经常会进行一些硬件产品的发布,果然今年没让人失望。

 

一、M2芯片和M1区别 M2芯片比m1强多少

 

Apple本次发布了M2,是Mac(和iPad)平台的第二代自研的SoC。在多线程的CPU工作负载和峰值的GPU工作负载中,M2的性能比M1提高了18%左右。M2是Apple第一次对他们的Mac SoC进行迭代,以纳入更新的技术,并在面对竞争对手最近的更新时更新他们的低端笔记本电脑。

 

M1系列的最高产品系列M1 Ultra上市还不到3个月,Apple没有浪费任何时间来准备他们的第二代SoC。M2 SoC旨在取代Apple产品系列中的M1,最初将在13英寸MacBook Pro和MacBook Air的更新中推出,后者在这个过程中也得到了相当大的设计上的更新。

 

M2的推出也让我们第一次真正看到了Apple将如何处理Apple芯片生态系统内的更新。对于iPhone系列,Apple一直保持着每年更新A系列SoC的节奏;相反,传统的PC生态系统最近的更新节奏更接近两年。M2似乎似乎介于中间,在最初的M1之后的一年半内推出,尽管从架构上看它更接近于每年一次的A系列SoC更新。

 

M2芯片比M1强多少

 

整体来看,M2的变化有限(或者Apple目前只想透露这么多),重点在几个关键领域。虽然所有这些都只是一些初步信息,但M2看起来很像A15的衍生产品,类似于M1是由A14衍生出来的那样。因此,乍一看,M1到M2的升级看起来与A14到A15的升级非常相似。

 

据Apple称,新的SoC大约由200亿个晶体管组成,比M1多出40亿个(25%),比A15多出50亿个。这款芯片采用Apple所说的“第二代5nm”工艺,这很可能是TSMC的N5P生产线,与A15所用的生产线相同。与N5相比,N5P提供了更好的性能,但没有密度的改进。因此,虽然Apple没有披露芯片尺寸,但该公司的并排展示的die shot至少是准确的,即M2将是一个比M1更大的芯片。

 

M2芯片和M1区别

 

我们一点一点开始来看,就其基于Arm架构的CPU内核而言,M2保留了Apple的4个性能核加4个效率核的配置。Apple没有披露他们在这里使用的是哪一代CPU内核,但根据性能预期和时间,完全有理由相信这些是首次在A15上推出的Avalanche和Blizzard内核。

 

 

在性能方面,Apple说M2的多线程CPU性能比M1提高了18%。Apple没有提供时钟速度与IPC收益的细目,但如果我们关于M2是Avalanche/Blizzard的预感是正确的,那么已经可以对详细情况有一个了解。相对于A14/M1中的Firestorm内核,Avalanche只提供了适度的性能提升,因为Apple将大部分改进投入到提高整体能效中。因此,那里的大部分性能提升来自于时钟速度的提高,而不是IPC的改善。

 

M2上的高性能CPU内核还配有更大的L2 cache,这也有助于提高性能。M1的L2 cache为12MB,而M2将其提高到16MB,比M1和A15都增加了4MB。

 

根据我们在A15上已经看到的情况,这一代更大的更新是在效率核方面。Blizzard的表现越来越不那么像小核了,提供相对较高的性能和相比于其他Arm效率核更广泛的后端设计。在其他方面,Blizzard增加了第四个整数ALU,结合其他变化,使A15的这些内核的性能有了明显的提高(28%)。转移到M2上,我们也可以期待类似的收益,尽管更重要的因素将是时钟速度。

 

 

反过来,这也是为什么Apple似乎决定在一对一的对比中关注MT性能。由于最大的性能提升来自于效率核,在性能受限的情况下,MT工作负载在利用E核和P核的同时,也会看到最大的性能提升。总的来说,Avalanche/Blizzard在CPU微架构方面取得了不俗的成绩,而这一点看起来将延续到M2。

 

同时,在GPU方面,Apple正在做大。尽管M2在底层架构方面一如既往地比较隐晦,只是称其为“下一代”GPU,但它配备了10个GPU内核,比M1的8核要多。该GPU的算力为3.6 TFLOPS,比8核M1多出1 TFLOPS。此外,新的GPU配备了更大的共享L2 cache,尽管Apple没有披露缓存的大小。

 

结合更大的内核数和似乎是10%左右的GPU时钟速度的增加(基于TFLOPS),Apple强调了两个性能数据。在等功率下(约12W),M2的GPU性能应该比M1快25%。然而,无论好坏,M2的GPU也可以比M1的GPU有更大的功耗。在15W的全功率状态下,根据Apple的说法,性能将提高35%以上。

 

 

总的来说,这表明虽然Apple已经能够提高他们的能效(GPU喜欢跑的宽且缓慢),但Apple的GPU峰值功耗正在上升。这对轻度工作负载的影响应该是最小的,但对于相对较重和持续的工作负载,特别是在无风扇的MacBook Air上,这意味着什么,会是一个有趣的观察点。同时,GPU的显示控制器似乎没有变化,对于外部显示器来说,最高为6K。

 

与GPU的更新密切相关的是,M2还配备了一个更新的视频编码/解码模块,乍一看很像M1 Pro/Max上模块的精简版。这些SoC增加了对Apple的ProRes和ProRes RAW编解码器的支持,而这种支持现在已经到了最低配的M2 SoC。此外,Apple在M2上正式支持8K视频解码,而M1虽然从来没有官方的分辨率指定,但基本上就是4K。

 

 

最后,在处理方面,M2继承了A15的最新神经引擎。据Apple称,这仍然是一个16核设计,恰好拥有与A15的神经引擎相同的每秒15.8 TOPS。尽管只与A15持平,但仍使其比M1的神经引擎快40%,后者的最高为11 TOPS。

 

总的来说,Apple对M2的性能有很大的信心,甚至对其与Intel的竞争表现出了更大的自信。虽然我们必须等拿到硬件来确认其性能,但之前的M1确实达到了声称的性能。因此,对M2的期望同样很高。

 

LPDDR5-6400,最高24GB

 

虽然M2的核心逻辑似乎主要是A15的增强版,但它确实有一个非常明显的功能优势,即支持LPDDR5。

 

普通的M1(和A15)只支持LPDDR4x内存,而M2支持更新的LPDDR5内存标准。其中最大的变化是支持更高的内存时钟速度。根据Apple的数据,M2以6400Mbps/pin(LPDDR5-6400)的速度运行,这比原始M1的4266Mbps/pin(LPDDR4x-4266)内存时钟速度有了明显的提高。结果是,在SoC的128位内存总线上,M2有100GB/s的内存带宽可以使用,比M1(约68GB/s)增加了50%。

 

 

Apple对内存技术的非常规使用仍然是他们在笔记本电脑领域相对于竞争对手的主要优势之一,因此内存带宽的大幅增加有助于Apple保持这一地位。内存带宽的改善进一步提高了SoC的各个方面,尤其是GPU性能,内存带宽往往是一个瓶颈因素,这使得LPDDR5的增加成为更大的10核GPU的关键推动因素。尽管在这种情况下,M2在某种意义上是在追赶(M1 Pro/Max/Ultra都先支持了LPDDR5,M2实际上是最后一个获得较新内存的M系列芯片)。

 

在这之后,Apple再次将其LPDDR5内存包与处理器芯片放在一起。因此,每个M2芯片将需要提前配备内存,而且设备供应可能会根据内存容量的不同而有一些波动,这取决于最受欢迎的配置,特别是在早期。

 

M2可选配8GB、16GB或24GB的内存。考虑到Apple仍然只使用两个堆栈内存,看起来该公司最终利用了LPDDR对non-power-of-two芯片尺寸(如12Gb芯片)的支持,这使他们能够在单个封装中获得12GB的内存,而不需要任何进一步的诡异手段。假设Apple在Pro/Max/Ultra上复制这种模式,我们应该看到Apple所有SoC的最高内存容量比上一代增加50%。

 

更新的ISP,相同的USB在M2发布的最后,还有几点值得快速指出。

 

首先,M2将获得一个更新的ISP和Secure Enclave。与M2的其他方面一样,这些可能是从A15继承而来,A15也有类似的更新。

 

同时,新的MBA和MBP的规格表明,新的SoC在USB或其他I/O支持方面没有任何明显的变化。M1在2020年推出支持USB4的时候已经处于曲线的顶端,所以这里没什么变化。然而,这确实意味着该SoC似乎仍然仅支持Thunderbolt 3,尽管Thunderbolt 4已经推出一年多了。MBA和MBP也都有两个USB端口,所以这似乎仍然是SoC的原生限制。

 

M2芯片性能

 

Apple也完全没有谈及PCIe的能力。一旦我们拿到硬件就会知道更多,但至少现在没有理由相信Apple已经增加了对PCIe 5的支持或改变了可用通道的数量。对于整个Apple芯片系列来说,I/O仍然是一个限制因素,所以这确实让我想知道这对最终的Apple芯片系列的最高级产品Mac Pro意味着什么。

 

二、M2芯片什么时候发售

7月开始出货

M2将在2022款的MacBook Air以及2022年的12英寸MacBook Pro中出货。据Apple称,这些设备将于7月上市,今天开始接受预订。

 

同时,M1并没有消失。除了作为Mac Mini的核心(没有更新),Apple还保留了2020款基于M1的MacBook Air。因此,两个版本的入门级M系列SoC将在未来一段时间内共存。

 

[参考文章]

Apple Announces M2 SoC: Apple Silicon for Macs Updated For 2022 — Ryan Smith