北京時間11月11日凌晨2點，蘋果如期發布了傳聞已久的全新Mac產品線，包括MacBook Air、13英寸MacBook Pro以及Mac mini，三款新品全部搭載了蘋果自研的M1處理器，為期兩年的Mac過渡計劃正式開始。

和此前的預測不同，蘋果將這顆基于ARM架構的首款自研處理器命名為M1，而非A14X，想必蘋果對這顆“轉型之作”寄予了更多期望。

早在今年6月的WWDC20上，蘋果就宣布了Mac電腦將會轉向蘋果自研的Apple Silicon平臺，也就是基于ARM架構的處理器。這是蘋果自2006年從PowerPC轉向x86架構后，再一次在Mac上進行CPU架構的轉移。

傳統多芯片封裝

除了兩顆DDR4內存顆粒，M1集成了包括CPU、GPU、I/O等在內的多種芯片

不同于傳統的多芯片封裝，蘋果M1處理器將CPU、GPU、I/O芯片、T2安全芯片、Thunderbolt控制器全部集成在一片SoC上，盡管蘋果并未公布M1的核心面積，但是我們依然可以從160億晶體管的數量上一窺M1超高的集成度。

芯片密度越高，對制造工藝的挑戰就越大，為此，蘋果采用了最新的臺積電5nm工藝，并且采用蘋果獨創的封裝方式，一顆完整的M1 SoC由此誕生。

CPU由四個高性能大核心和四個高能效小核心組成

四個高性能大核心

四個高能效小核心

M1 CPU部分由八個核心組成，包括四個高性能大核心和四個高能效小核心，其中大核心基于超寬執行架構，每個核心集成192KB一級指令緩存、128KB一級數據緩存，四個核心共享12MB二級緩存。小核心基于寬執行架構，每個核心集成128KB一級指令緩存、64KB一級數據緩存，四個核心共享4MB二級緩存。

簡而言之，M1對兩種核心進行了不同的分工，性能核心盡可能高效地運行單個任務，同時最大限度地提高性能，能效核心則使用僅十分之一的功率應對更輕的工作負載。巧妙的大小核心設計方案讓全新Mac既能以高性能處理高負載任務，同時也可以在低功耗下運行輕度負載。

蘋果表示，M1在10W功耗（MacBook Air熱設計功耗）下能夠提供兩倍于“最新筆記本芯片”的性能，能效比則高達三倍。

八個GPU核心

GPU部分同樣為八核心設計，包括128個執行單元，支持最多24576個并發線程，浮點性能高達2.6TFlops，紋理填充率每秒820億，像素填充率每秒410億。蘋果號稱這是世界上最快的集成GPU，10W功耗下性能是“最新筆記本芯片”的兩倍。

統一內存架構（UMA）

M1還采用了統一內存架構（UMA），CPU、GPU、神經引擎、緩存、DRAM內存全部通過Fabric高速總線連接在一起，得益于此，SoC中的所有模塊都可以訪問相同的數據，而無需在多個內存池之間復制數據，帶寬更高、延遲更低，這就大大提高了處理器的性能和電源效率。

此外，M1還整合了Thunderbolt/USB 4控制器、PCIe 4.0控制器、Secure Enclave安全模塊、機器學習加速器、高質量ISP、高性能NVMe存儲、高效音頻處理器、HDR視頻處理器、高級顯示引擎、性能控制器、加密加速器等等。

總的來看，蘋果M1處理器完成了一次從多芯片走向一體化的過程，這也是蘋果打造完整PC生態鏈的必經之路。我們有理由相信，憑借極強的設計和優化能力，以及為更好適配M1處理器所全新推出的macOS Big Sur操作系統，搭載M1處理器的全新Mac依然能夠為用戶帶來如iPhone一般的流暢體驗。
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