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Apple M1

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Apple M1
M1芯片图片
設計團隊蘋果公司
生产商
微架構“Firestorm”和“Icestorm”[1]
指令集架構AArch64架构
ARMv8-A(指令集架构
制作工艺/製程5 nm
產品編碼APL1102
核心数量8 (4高性能 + 4低功耗)
二級快取12MB(高性能核心)
4MB(低功耗核心)
應用平台桌面(Mac Mini)
筆記型電腦(MacBook家族)

Apple M1是苹果公司第一款基于ARM架构自研处理器单片系统(SoC),为麥金塔计算机产品线提供中央处理器[2]它搭载于MacBook Air (2020 年末)Mac Mini (2020 年末)MacBook Pro(13 英寸,2020 年)上。[3]M1是首款用于个人电脑5纳米芯片。苹果宣称该芯片在所有低功耗中央处理器产品中性能最佳,同时具有最佳的效能功耗比[2][4]

架构[编辑]

该芯片内有四个高性能“Firestorm”核心和四个低功耗“Icestorm”核心,结构类似ARMbig.LITTLE英特尔的“Lakefield”系列架构。[5]这样的架构能实现以往苹果-英特尔架构英语Apple–Intel architecture无法达到的能效比优化。苹果宣称低功耗核心只需要高性能核心十分之一的电量。四个高性能核心均有192 KB指令缓存和128 KB数据缓存,并共享12 MB二级缓存;四个低功耗核心均有128 KB指令缓存和64 KB数据缓存,并共享4 MB二级缓存。“Icestorm”的“E集群”频率为0.6–2.064 GHz,最高功耗为1.3 W,而”Firestorm“的“P集群”的频率为0.6–3.204 GHz,最高功耗为13.8 W。M1芯片还包含苹果自己设计的8核(部分型号为7核)圖形處理器(GPU)。苹果宣称它可以同时执行25,000个线程。芯片还有一个专用的16核神经网络引擎,可以每秒执行11兆次运算。芯片其他组成部分还包括圖像處理器(ISP)、NVM存储Thunderbolt 4控制器和Secure Enclave[6]

M1芯片内有4266 MT/s的LPDDR4X SDRAM[7],采用统一存储(unified memory)配置(即M1芯片内所有组件共享这一存储)。除此之外,整个SOC和RAM采取封裝體系的形式配置在一起。有8 GB和 16 GB两种配置供选择。[8]

Rosetta 2动态二进制转译技术使得搭载M1芯片的设备仍然能够运行原有为x86架构处理器设计的软件。[9]

制造[编辑]

由于苹果公司是一家无厂半导体公司,自身团队专攻芯片设计,最终的芯片制造需要晶圆代工厂家来完成。苹果预订了台積電的5纳米生产线来制造改款芯片。苹果也是TSMC 5纳米生产线的最早期客户之一。[10]

拓展阅读[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ Frumusanu, Andrei, The 2020 Mac Mini Unleashed: Putting Apple Silicon M1 To The Test, [2020-11-18] (英语) 
  2. ^ 2.0 2.1 The Apple M1 is the first ARM-based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU. GSMArena.com. [2020-11-11] (英语). 
  3. ^ New MacBook Pro, MacBook Air, Mac Mini With Apple M1 SoC. NDTV Gadgets 360. [2020-11-11] (英语). 
  4. ^ Sohail, Omar. Apple’s 5nm M1 Chip Is the First for ARM-Based Macs - Boasts 2x More Performance Than Latest Laptop CPU, Uses One-Fourth the Power. Wccftech. [2020-11-11] (英语). 
  5. ^ Apple M1 Chip. Apple.com. Apple. [2020-11-11] (英语). 
  6. ^ Apple's M1: A closer look at the chip inside of the latest Macs. Tech Republic. [2020-11-19] (英语). 
  7. ^ The 2020 Mac Mini Unleashed: Putting Apple Silicon M1 To The Test. ANANDTECH. [2020-11-19] (英语). 
  8. ^ With M1 Macs, memory isn't what it used to be. Mac World. [2020-11-19] (英语). 
  9. ^ How Fast Is Apple's M1 Chip? It Depends on the App. PC Magazine. [2020-11-19] (英语). 
  10. ^ First seven customers for 5nm TSMC production. EE News Europe. [2020-11-19] (英语).