當第一批基于 M1 的 Mac 在 2020 年秋季發布時,毫不夸張地說,他們震撼了整個計算機市場。Apple 采用了 A14(在 iPhone 12 中首次亮相)的基本架構,將其擴展到超便攜筆記本電腦級別,并以我們所說的對上一代產品的“令人難以置信”的改進擊敗了競爭對手。這個芯片很快,非常快,并且提供了驚人的電池壽命。借助 2021 年的 M1 Pro 和 M1 Max,Apple 將其芯片架構進一步擴展到高性能筆記本電腦(以及可能即將推出的臺式機),并再次成為與所有其他處理器進行比較的處理器。
相關數據顯示,市場上唯一優于 M1 Max 的芯片是英特爾的 Alder Lake 處理器。
那么,Apple 接下來要做什么?因為現在距離M1推出已經快一年半了,是時候推出它的繼任者了,我們假設它會被稱為 M2。雖然在產品發布之前(最早在 3 月或 6 月的 WWDC 或今年秋季晚些時候),我們在此將對 M2 的預期做出最有根據的猜測(我們也會加入 M2 Max 預測)。
M2 對 M1 就像 A15 對 A14
M1 基于 A14 的基本架構,以雙倍的高性能 CPU 內核(四個而不是兩個)和雙倍的 GPU 內核(八個而不是四個)進行擴展。由于缺乏更好的解釋,我們認為它更像是 iPad Pro 中的“A14X”。
在嘗試預測 M2 的特性和性能時,我們將假設它將遵循類似的模式,只是這次是 A15:相同的架構,具有兩倍的高性能內核和 GPU 內核。請注意,A15 實際上有五個GPU 內核,第五個僅在 iPhone 13 Pro 機型中啟用。我們將把性能預期翻一番,達到 10 個核心,這與有關 M2 配置的傳言不謀而合。
對于 M2 Max,我們假設從 M1 到 M1 Max 的放大倍數相同。CPU 內核將換成效率為 2、性能為 8 的設置,GPU 內核將從基本 M1 芯片增加四倍(總共 40 個)。
改進的制造工藝
在我們得到數字之前,我們應該提到的是,預計 M2 將采用臺積電的 N4P 工藝制造,這是制造 A14 和 M1 的 5nm 工藝的增強形式。臺積電聲稱它可以在相同功率下運行速度提高 11%,或者在相同性能下減少 22% 的功耗。目前尚不清楚這是否會轉化為更高的時鐘速度、更長的電池壽命,或者兩者兼而有之。這一切都取決于 Apple 的特定配置,尤其是電池壽命受多種變量的影響(例如,顯示器的能效如何)。
對于我們在這里的性能預測,我們沒有考慮制造工藝改進帶來的額外性能,因為沒有辦法實際量化它們可能是什么。可以合理地預期,這里提供的數據可能比蘋果可能從 N4P 工藝中擠出的數字低幾個百分點,正如我們看到 A15 驅動的 iPhone 13 手機的電池壽命大大提高一樣,蘋果可能會優先考慮壽命使用這些芯片的 MacBook。
M2 和 M2 MAX的 CPU 估計
我們首先查看 A15 比 A14 快多少,A14 具有類似的四效率CPU和兩性能 CPU 核心配置,但在架構上進行了一些改進。總而言之,A15 的單核性能比 A14 高出約 7%。
盡管核心配置相同,但多核得分要高得多,約為 20%。Apple 可能會進行架構改進以同時提高所有內核的使用率,并且制造工藝的改進可能能夠在所有內核都處于活動狀態時保持更高的時鐘速度。
當我們獲取 M1 和 M1 Max 分數并添加相同的性能提升時,我們得到了一些令人印象深刻的數字。Geekbench 5 的單核性能很可能突破 1800,與英特爾即將推出的 Core i9 Alder Lake 高性能筆記本電腦芯片持平。
多核分數可能會變得非常有趣。傳聞稱,M2 將擁有與 M1 相同的四效率cpu和四性能cpu的布局,而 M2 Max 則與 M1 Max 一樣堅持四個效率核心和八個性能核心。
這可能會讓 M2 獲得略低于 9,000 的分數(由于該芯片具有八個高性能內核,但仍不如 M1 Max 快)。對于 MacBook Air 等超便攜筆記本電腦來說,這是一個很好的成績。但 M2 Max 的得分超過 14,000 分,將領先于英特爾最快的 Alder Lake Core i9,后者有 14 個內核(6 個性能和 8 個效率)。M2 Max 很可能以一小部分功率實現了這些性能提升。
M2 和 M2 Max 的圖形估計
與我們的 CPU 預測一樣,我們通過簡單地查看從 A14 到 A15(在 iPhone Pro 型號中)的性能提升并假設從 M1 到 M2 的性能提升相同來估計 M2 圖形性能。A15 的 GPU 內核比 A14 多 25%(五個而不是四個),但額外的內核僅在 iPhone 13 Pro 手機中啟用。有傳言稱 M2 將從最多 8 個 GPU 核心增加到 10 個,而 M2 Max 將從 32 個增加到 40 個,保持這個比例不變。
3DMark 的 Sling Shot 基準測試有點過時,但仍然是衡量 GPU 在運行更簡單、更舊的圖形技術時表現如何的一個相當有用的衡量標準。A15 比 A14 快 24%。您可以將其歸因于多出 25% 的內核以及一些架構改進。
不幸的是,Sling Shot 測試僅適用于移動平臺。這意味著我們無法在 M1 Max 上對其進行測試,因為該芯片僅適用于 MacBook。但由于 M1 可以在 iPad Pro 中找到,我們可以在 M1 上運行這個有用但有點老化的基準測試,并推測我們可能會看到 M2 的得分超過 10,000,這很容易讓任何其他現代平板電腦感到羞恥。
更現代的跨平臺測試是 3DMark 的新 Wild Life。在這項測試中最艱苦的版本中,A15 比 A14 快 30%。
擴大到 M2 和 M2 Max,我們預計性能較低的芯片將超過 6,000 ,而蘋果最強大的處理器將超過 26,000 。后一個分數值得注意,因為它非常接近 GeForce GTX 3070 的移動版本。
雖然這樣的性能提升將使 M2 Max 與相當高端的移動獨立 GPU 保持一致,但它甚至還不到頂級桌面 GPU 性能的一半。更重要的是,AMD 和 Nvidia 的高端 GPU(以及英特爾即將推出的 Arc 系列)具有硬件加速的光線追蹤功能,而蘋果的 GPU 迄今為止還沒有這種功能。雖然我認為遲早會支持這樣的功能,但它可能不會出現在 M2 系列中。蘋果已經落后于那里的競爭對手多年,而且今年不太可能有所改善。
其他注意事項:神經引擎、視頻編碼器、內存
雖然 CPU 和 GPU 很容易量化,但它們并不是 Apple 片上系統的唯一重要部分。RAM 當然非常重要,我們預計高速 LPDDR5 將再次在這些芯片中占據突出地位,因為它提供了性能和能效的正確組合。蘋果在確保他們的芯片有足夠的內存帶寬來充分利用他們的 CPU 核心和 GPU 核心方面做得很好,我們看不出有任何理由讓 M2(或 M2 Max)成為第一個認真對待的人受帶寬限制。
神經引擎是一種定制處理器模塊,旨在加速機器學習和 AI 任務,雖然 A15 與 A14 一樣具有 16 核神經引擎,但它經過重新設計以提高效率,每臺處理器可以執行超過 40% 的操作第二。我們希望同樣的神經引擎能夠飛躍到 M2。
最后,A15 改進了視頻處理引擎,加快了視頻解碼和編碼的速度。M1 和 M1 Pro 有其中之一,而 M1 Max 有兩個。如果 M2 繼續出現這種情況,我們一點也不感到驚訝——M2 和 M2 Pro 中只有一個改進的視頻引擎,而 M2 Max 中有兩個。很高興在這里看到進一步的改進,因為 Mac 經常被用作視頻制作機器。特別是,Apple 的 SoC 還沒有對 AV1 代碼的硬件支持(既不編碼也不解碼),很高興看到在 M2 版本的視頻處理引擎中添加了這一點。
總體預期
雖然認為 M2 可能是一些重大的架構變革令人興奮,但它很可能會以與 M1 源自 A14 的方式完全相同的方式繼承 A15 的技術。或許蘋果未來會進一步將其 Mac 芯片從其 A 系列架構中分離出來,但在其第二代芯片中,“A15 以完全相同的方式擴大規模”是最有可能的情況。
性能限制會因手頭的任務或基準測試而有很大差異,而 SSD 性能和冷卻等因素始終會發揮作用。但總的來說,我們認為 CPU 性能提高約 20%(單核性能提高不到 10%)是合理的,而額外內核的添加將使 GPU 性能提高約 30%。這些改進也將伴隨著機器學習和視頻編碼性能的改進。
所有這些也應該發生在大致相同的功率包絡中。Apple 很少在電池壽命方面出現倒退,因此您可以期待配備 M2 芯片的類似筆記本電腦具有相同或更好的電池壽命,同時提供這些令人印象深刻的性能提升。而且由于 Apple 優先考慮使用 A15 芯片的電池壽命,它可能會變得更好。