苹果M1芯片为何比高端英特尔CPU还要快？

苹果最新发布的M1芯片很有话题性，MacBook Air/Pro搭载M1芯片后，与自己的macOS Big Sur操作系统一起成功完成了硬件和软件的生态闭环。M1版Mac的测试数据甚至超过了不少高端英特尔产品。开发者Erik Engheim近日分享了对M1芯片的深入分析，揭秘了M1芯片为什么比一些高端英特尔处理器还要快。

M1芯片为何比高端英特尔处理器还要快？

首先，M1芯片并不是一个普通的处理器，正如苹果公司所说，它是一个系统级芯片，即一系列芯片都被安置在一个硅片封装中。苹果设计了M1片上系统（SoC），这颗芯片采用5纳米制程工艺，CPU、GPU、缓存集成在一起，其中包含160亿个晶体管，在一颗M1芯片上完全集成了8核心CPU、8核心GPU（部分MacBook Air机型为7核）、16核心的神经网络引擎，M1的集成显卡采用最多8个核心，可同时运行将近25000个线程，拥有每秒2.6万亿次浮点运算的数据处理能力。

8核心CPU、8核心GPU

英特尔和AMD也在单一封装中内置多个微处理器，但苹果之所以有优势，是因为苹果没有像竞争对手那样专注于通用CPU核心，而是专注于处理专门任务的专用芯片。通俗点说，M1芯片在苹果的这套生态里才能发挥最强性能。

除了 CPU（拥有高性能和高效率的内核）和 GPU，M1还有一个神经引擎，用于处理语音识别和摄像头处理等机器学习任务。内置视频解码器 / 编码器，用于视频文件的高能效转换。安全加密器用于处理加密，数字信号处理器用于处理解压音乐文件等数学密集型功能，图像处理单元则加快了图像处理应用所做的任务。

值得一提的是，M1芯片还有一个新的统一内存架构，让CPU、GPU和其他核心之间相互交换信息，通过统一内存，CPU和GPU可以同时访问内存，而不是在一个区域和另一个区域之间复制数据。访问同一个内存池，而不需要复制，加快了信息交换的速度，从而提高整体性能。

所有这些具有特定用途的芯片都能加快特定任务的速度，这就是很多用M1版Mac进行图像和视频剪辑明显感到速度提升的主要原因。用户做的很多任务，都可以直接在专门的硬件上运行。这就是为什么即使是入门款的M1版Mac Mini也能对轻松的对大视频文件轻松编码，而高配的iMac即使风扇都开足马力，依然很吃力。

苹果公司的这个转型非常彻底，专用芯片做特定的工作，这是未来PC是一个大方向。不过对于英特尔和AMD来说，这条路并不好走，依然销售通用CPU，出于授权原因，戴尔和惠普等PC制造商很可能无法像苹果那样在内部设计出完整的SoC。

苹果最大的优势在于，苹果能够将硬件和软件整合在一起，这是大多数其他公司无法复制的，这也是iPhone和 iPad比其他智能手机和平板电脑更具优势的地方。

最后，Engheim认为，英特尔和AMD 由于CISC指令集的限制，以及他们的商业模式，不容易为PC 厂商打造端到端的芯片解决方案。

当然，这不是全盘否定了英特尔和AMD，也并不是说在销售的英特尔版MacBook Pro速度就很慢，重要的是M1代表了苹果公司对未来笔记本核心的展望。