苹果M1

基本介绍

Apple M1是由苹果公司（Apple）研发的处理器芯片，于2020年11月11日在苹果新品发布会上发布，适用于部分Mac、iPad设备。

Apple M1的制程为5纳米，内置8核CPU，集成4个高性能大核心以及4个高效能小核心；此外，Apple M1还内置了8核GPU（部分机型为7核）以及神经网络引擎。

发展历程

2020年10月，Apple开始试生产Apple M1并进行相关测试。

2020年11月11日，Apple M1正式发布，首批搭载Apple M1的MacBook Air、MacBook Pro和Mac mini也一同发布。

2021年10月19日，Apple M1 Pro/Max正式发布，搭载该两项产品的AirPods 3、黄色、蓝色和橙色HomePod mini以及MacBook Pro 2021（14英寸/16英寸）也一同发布。

2022年3月9日，Apple M1 Ultra正式发布，搭载M1 Ultra的Mac Studio同时发布。

2022年4月2日，16英寸的MacBook Pro 2021推出翻新版本，搭载M1 Max。

系列芯片

型号 中央处理器 图形处理器 神经网络引擎 搭载产品

M1 Pro 10核 16核 16核 16英寸 MacBook Pro 2021、14英寸 MacBook Pro 2021

M1 Max 10核 32核 16核  16英寸 MacBook Pro 2021（翻新版本）、Mac studio

M1 Ultra 20核 64核 32核  Mac Studio 

搭载产品

搭载Apple M1芯片的产品

系列 产品

iPad iPad Pro（2021）、iPad Air（第5代）

Mac iMac 2021、MacBook Air (M1, 2020)、MacBook Pro(M1，2020)、Mac mini 2020

芯片评价

Apple M1的高性能，当然是受益于先进的工艺、激进的架构以及专门的优化，但也很大程度上也是以牺牲向后兼容性为代价的，需要长期稳定运行的环境无法接受这样的产品，Apple M1只服务于品类稀少的苹果产品，无法与X86在更多的细分领域竞争，但无论如何，Apple M1的横空出世，的确刷新了很多人的观念，Arm也可以用于高性能计算，在特定的环境下，它能比X86做得更好，这足以支撑Mac这样的小众产品成为爆品。（太平洋电脑网评）

特色功能

跑分测试

搭载8核Apple M1的MacBook Air单核得分为1687，多核得分为7433；Apple M1的基本频率则为3.2GHz；搭载20核Apple M1 Ultra的Mac Studio单核得分为1793，多核得分为24055。（数据来源：Geekbench）

UItraFusion

在Apple M1 Ultra中，UItraFusion的通信速度达到了2.5TB/s，为PCIe4.0x16插槽的78倍、入门级M1统一内存的36倍。Apple M1 Max的内存通信速度达到了400GB/s，不到UltraFusion的1/6。实际上Apple M1 Ultra的内存通信速度是800GB/s，亦不到UltraFusion的1/3。

功能特点

Soc芯片

Apple M1将中央处理器、输入输出、安全等功能整合在同一块SoC芯片当中，提升了集成能力，提升了性能和能效。Apple M1还采用了统一内存架构（一种全整合定制模块），将一切都融入同一个高带宽、低延迟的内存池中。所有的SoC技术都可以访问同样的数据，无需在多个内存池之间来回拷贝。

处理性能与功耗

Apple M1配备8核中央处理器，其中包括四个高性能核心和四个高能效核心。每个高性能核心都提供良好的单线程任务处理性能，并在允许的范围内将能耗降至最低。当四个核心同时运行，多线程处理性能表现将提升。四个高能效核心的性能较好，耗电量减少。各种轻量级日常任务，如查邮件或上网，都以高能效方式进行，延长了电池续航。在处理要求严苛的任务时，全部八个核心可同时运行，以提供良好的计算能力，并维持较好的中央处理器性能功耗比。

集成显卡

Apple M1包含Apple研制的图形处理器，采用最多达8个核心，可同时运行将近25000个线程，支持顺畅播放多条4K视频流、渲染复杂的3D场景。此外，Apple M1拥有每秒2.6万亿次浮点运算的数据处理能力。

设备端机器学习能力

Apple M1中的神经网络引擎采用16核架构，每秒能进行11万亿次运算。整个Apple M1都为充分发挥机器学习技术而设计，加上中央处理器的机器学习加速器以及图形处理器的辅助，在Mac上运行视频分析、语音识别以及图像处理等任务的机器学习能力均有提升。

其余特性

Apple图像信号处理器（ISP），通过降噪功能、扩展的动态范围和优化的自动白平衡，进一步提升视频质量。

安全隔区，提供安全保护。

存储控制器配备AES加密硬件。

低能耗、高能效的媒体编码与解码引擎，并延长电池续航时间。

Apple设计的雷雳控制器支持USB 4，传输速率最高达40Gb/s，还可兼容比以往更多的外设。

规格参数

Apple M1 规格参数

项目 参数

CPU 核心数：8核

频率信息：4×3.2吉赫兹 Firestorm 4×2.064吉赫兹 lcestorm

GPU 核心数：8核（部分机型为7核）

晶体管 约160亿个

架构 Arm架构

制程 5纳米

接口 集成雷电/USB 4控制器、PCIe 4.0控制器、NVMe存储

安全模块 Secure Enclave

机器学习加速器 集成

ISP 集成

音频处理器 集成

性能控制器 集成

加密加速器 集成

神经网络引擎 16核