苹果自研的M1芯片，强在哪儿？
爱范儿
本文来自微信公众号：爱范儿（ID：ifanr），作者：木斯，原文标题：《性能爆表，续航翻倍，苹果自研芯为Mac带来了哪些改变？》，题图来自：苹果“One More Thing”发布会
在双十一这场发布会之前，Mac是苹果唯一一条，还没用上自家处理器的产品线。
换芯并非易事，它不仅涉及到底层架构转移、系统重写的问题，还需要考虑大量第三方软件的兼容性。
2005年，苹果抛弃摩托罗拉，从PowerPC投奔至英特尔怀抱时，就已经有过类似的经历。
当时，整个迁移时间耗费了苹果4年，以第一代MacBook Pro为起点，直至首个不支持PowerPC架构的OSX系统Snow Leopard为止，苹果才完成了Mac软硬件向X86架构的完全转移。
当然了，当时苹果愿意去冒风险，只是单纯地想让Mac摆脱旧技术，获得更有竞争力的芯片，以期获得性能的提升。
本次苹果转移架构的目的：获得强大性能、定制技术，以及更好的能耗管理
如今，苹果想脱离英特尔，拥抱自研芯片，理由也是如此。只不过以苹果现在的处境，单纯地追逐性能，显然已不是自研芯片的唯一目的了。
一、苹果M1芯片，有何不同？
M1芯片，是苹果第一颗专门为Mac打造的芯片，也是Mac平台第一款基于ARM架构的芯片。
它不再是单纯的CPU处理器，而是和iPhone、iPad的A系芯片，以及Android 机中常见的骁龙芯片一样，采用了SoC封装技术。
这意味着，它是把CPU、GPU、内存等多个模块全部整合在一起，从而实现更高的集成度，也有利于电脑内部空间的释放。
苹果已经先行公开了一部分芯片细节。首先在工艺方面，M1和A14一样，都是基于最新的5nm制程，但相比A14的6核心设计，M1则采用了“4+4”大小核组成的8核CPU，以及8核心的GPU，高达160亿的晶体管数量，也比A14要多出35%。
单纯看架构，苹果这颗M1其实和之前衍生版A系芯片十分类似，比如说早前用于iPad Pro上的 A12X/A12Z，之于iPhone的A12，也是靠增加CPU/GPU的核心数来提升性能。
从这点来看，M1与A14确实也会有不少联系。
但既然是用于Mac平台的芯片，M1显然也会获得比A14更好的散热条件，再加上一、二级缓存大小的变化，和高带宽的使用，往往也预示着更出色的性能释放。
在发布会上，苹果强调了M1芯片的“每瓦时性能”优势，同时也和业内主流笔电处理器做了对比。
其中在10W功耗下，M1的CPU性能是竞品PC处理器的两倍，而且M1仅需使用四分之一的功耗，就能匹敌竞品PC处理器的峰值性能。
GPU的情况也类似，同样是10W功耗下拉开两倍的性能差，而且也在更低功耗下实现了同等的性能水准。
不过疑问还是有的，比如说M1芯片大小核主频还未知，苹果给出的竞品对比对象也十分模糊，以及在Air和Pro两种模具下，不同的散热是否会影响性能释放，这些都需要等之后的评测来解答。
在性能提升之余，苹果还专门提到了M1芯片的“统一内存设计”。
传统PC中，CPU和GPU的内存在物理上是相互独立的，这就导致某些共享数据需要在两个内存池做一次交换和分配。
但本次M1芯片采用了和iPhone等其他苹果设备类似的“统一内存设计”，其实就是让CPU和GPU共享同一个内存池，不仅可以让数据共享更为高效，降低延迟，同时也更加省电。
而16核的神经网络引擎，则和A14的设计完全一样了。我们在之前的文章中也提及，近几代iOS系统已经有很多功能离不开机器学习，比如说图像合成、图库分类乃至是电源管理等，背后都有类似技术的参与。
如今，机器学习移植到Mac端的价值也是如此，有了M1芯片的硬件级支持，像是改善电脑照片的合成速度，提升语音识别的准确性等，都可以为 Mac 所用，各种由iOS平台移植过来的APP，也可以在Mac平台上用上机器学习技术。
剩下的特性也很简单，无外乎就是对USB 4、PCI 4.0、NVMe存储等特性的支持，以及苹果专门的编码、解码引擎，和安全隔离区技术等，其实有不少都已经在苹果的T2芯片中出现过了。
其中，专用编解码引擎将会显著改善Final Cut Pro这类苹果第一方视频编辑应用的运行效率，提升幅度也是倍数级的；而安全区则是将苹果一贯重视的隐私保护，沿用到Mac上。
二、首批用上苹果芯片的Mac，变化在哪？
和高调亮相的M1芯片相比，首批用上该芯片的三款Mac产品，反倒不那么耀眼。
问题还是在于外观。原本很多人寄希望于靠架构转移，以及ARM架构的低功耗特性，让Mac产品获得一次大改。
但目前来看，苹果显然还不准备调整MacBook的外观，本次三款新Mac基本还是沿用了旧款模具，可以视为是一次“换芯不换壳”的升级。
本次 M1 芯片对于 Mac 的改善，主要体现在性能和续航上
亮点还是有的，毕竟普通用户可能不会太在意倍数级的性能改善，但如果是说续航力爆表了，亮屏响应更快了，还有直接兼容iOS应用生态等，这些其实都是我们能明显感知得到，且具备实用性的变化。
为了强调M1芯片带来的续航改善，苹果在发布会上直接使用了“史上续航最长”来做比喻，以凸显MacBook Air和13英寸MacBook Pro在续航时长的提升。
正常情况下，一款MacBook的电池续航大概在10～12小时左右，如果是重度使用，可能在6～8小时后就会没电。
续航力直接翻倍，大概才是两款新 MacBook 最吸引人的提升
可现在呢，配备了M1芯片的MacBook Air，续航时长最高可达18小时；而13英寸的MacBook Pro，更是直接飙升至20小时。
如果这个数据没有水分，那么以后带着新Mac出门，单纯码字和浏览几个网页，在外跑一天根本不需要充电头，很多场景下使用笔电的习惯也将得到改变。
M1芯片的到来，也为MacBook带来了和手机、平板一样的快速唤醒能力。
在发布会上，主管苹果软件的副总裁Craig Federighi演示了一个片段：他伸手掀开MacBook的顶盖，屏幕瞬间亮起，壁纸颜色直接打在了他的脸上，其实就是在强调新MacBook响应非常快。
全天候续航，即时唤醒，还有优秀的散热，其实也是过往搭载了ARM架构芯片PC喜欢拿来炫耀的特征。比如说当年的高通骁龙8cx笔电，以及微软的Surface Pro X等，东西本身并不算新鲜。
但对MacBook来说，使用ARM芯片是第一次，获得这些特性，也是第一次。
至于Mac mini，作为一款桌面电脑，自然就不涉及续航力改善了，此时M1芯片的重点还是在性能提升，以及能耗节省方面。
当然，本次苹果调低了新款Mac mini的起步价，算是个不小的惊喜。如果你有体验M1芯片的兴趣，如今五千元出头的Mac mini，会是个不错的选择。
我们还留意到M1芯片对Mac软件生态带来的改变。过去2年，虽然苹果已经很努力号召开发者，将iOS应用带进macOS系统，但由于手机、平板和电脑所用的底层硬件仍有不同，本质上并非一件容易的事。
iPhone 和 iPad 上的 APP 可以直接在搭载 M1 芯片上的 Mac 上运行，但体验如何，需要等待之后的测试
但M1芯片出现在Mac之后，则直接解决了硬件差异造成的应用互通状况。苹果已经表示，所有搭载M1芯片的Mac，都可以直接运行来自iOS端的应用。
具体如何适配？根据发布会演示，相关的滑动、点击和触控手势，都将在Mac端以触控板、键盘来做映射。看来以后拿着Mac组队开黑王者荣耀，也不是什么难事。
总体来看，第一批搭载M1芯片的产品，重点还是放在了内在，而非外表。其实苹果本次“选品”也十分谨慎，比如Air和mini都是定位于大众消费级，而专业产品线中，目前仅有13英寸MacBook Pro这一款更换了M1芯片，而并未影响到更高端的产品。
考虑到专业用户对于特定软件，以及工作流的依赖，他们对于设备运行环境会有更高要求，那么在架构转移完成，以及软件实现全面兼容前，确实也不会贸然改变原来的环境。
但可以预见的是，从明年开始，16英寸MacBook Pro，乃至是iMac等产品线，都肯定会推出苹果自研芯片的版本，而Mac全系抛弃英特尔和X86架构，也只是时间问题而已。
M1的名称也预示着，今后，苹果还会继续迭代出M2、M3等芯片，驱动Mac的体验改善，以及让 Mac 尝试之前无法落地的新硬件形态，这些都是M系芯片未来的可能性。
只要这种改进让Mac获得了好反响和好效益，那么哪怕是弃用X86，不会对英特尔的销售带来太大削减，可对其它厂商而言，这也会是一次不小的撼动。
四十多年前，苹果以制造个人电脑发家，逐渐转变成一个依赖iPhone和各类服务的公司。不少人已经觉得，个人电脑作为一个在苹果每季度财报中占比不到七分之一的业务，已经没有什么革新的必要。
但现在，靠着自研芯片，Mac也将走上和iPhone、iPad一样的升级节奏，并在统一和整合生态下，获得对原有软件体验进行改革的机会。
一场“One More Thing”发布会，苹果再次向业界亮明了自己的芯片野心；而对于Mac的未来，苹果也给出了新的答案。
本文来自微信公众号：爱范儿（ID：ifanr），作者：木斯