苹果在年末更新了M1处理器,由此正式进入全新的AppleSilicon自研处理器的时代。那么M1处理器的性能到底如何呢?真的有苹果发布会上所说的那么强吗?本文将从M1的架构谈起,尽量将M1处理器性能和主流X86平台来进行类比,尽可能的让用户对M1的性能有一个较为清晰的认知。
首先要谈到M1处理器,就不得不从CISC(ComplexInstructionSetComputer,复杂指令集计算机)和RISC(ReducedInstructionSetComputer,精简指令集计算机)的概念谈起了。
对于计算机系统有一定了解的朋友一定清楚,目前主流的X86架构处理器均属于CISC复杂指令集计算机。而手机,平板电脑等设备所使用的ARM处理器,则是处于RISC精简指令集计算机。
因为技术发展到现在,CISC和RISC的差异实际上是越来越少的,Intel早在P6架构的奔腾Pro时代就已经在处理器内部做了一个将CISC的X86指令转换,分拆为类似RISC的机制;而随着频率的提升越来越难,RISC处理器实际上也在加入更多的新指令来提升性能。因此两者之间并没有一个泾渭分明的界限,并没有哪个更强大的说法。
M1作为RISC处理器,苹果也充分利用了精简指令集的特点和优势,并且不计成本的使用了非常庞大的规模:M1总晶体管规模亿,4个大核心加上4个能效核心(小核心),8解码8发射,ROB,相比之下Zen3架构处理器解码宽度为4,ROB的规模,SunnyCove也只有5节吗,ROB的规模,因此M1处理器的特点可以用一个字来形容就是“宽”,超级“宽”。
规模差距如此明显也是因为M1则作为RISC更适合超宽架构,IBM最新的POWER处理器同样也是超宽的架构。如此庞大的规模带来了M1极其优秀的能耗比以及惊人的IPC性能优势。
而即便X86处理器不计成本的也使用类似M1的超宽架构其实也会被变长的指令造成的解码性能所限制,因此X86处理器的还是以多核心并使用SMT,HT等技术来获得多线程的性能提升,以及可以运行在更高的时钟频率上。
M1还集成了8核心的GPU,理论算力也超过了X86平台的集成显卡,堪比独显;
并且M1还使用了统一内存架构,内存直接封装在芯片上,CPU和GPU均可以直接读取内存(并不是内存划分空间作为显存使用的概念,两者性能和实现方式截然不同),因此这也是M1可以取得高性能的关键因素了。
同时M1还整合了各种专用的硬件处理单元来进行针对性的硬件加速和安全防护。
所以从理论上来讲,M1并不单纯只是一枚集成显卡的CPU,而是一枚包含了CPU,GPU,NPU,安全防护,硬件加速单元和统一内存架构的SOC。
理论讲得差不多了,下面来实际的性能分析吧,首先从苹果
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