苹果的A14仿生芯片和M1SoC相同的架构，不同的目标
由TechInsights发布的关于苹果A14仿生芯片和M1系统芯片的详细照片可能会透露一些来自最神秘的行业巨头之一的关于soc的额外信息。
巨大的转变即将到来
毫无疑问，苹果为Mac电脑推出了自己的系统芯片(SoC)，并打算将个人电脑转向Arm架构，这是2020年最重要的科技事件之一。该公司计划在未来几年完全停止在个人电脑中使用英特尔处理器，并正在开发一系列基于Arm的SoC，用于从入门级笔记本电脑到高端Mac Pros的所有产品。此举不仅意味着将苹果与英特尔（以及很大程度上依赖于x86并持续至少十年的整个行业）脱钩，而且还将展示该公司的发展能力。开发SoC与英特尔的CPU以及AMD和Nvidia等公司的GPU竞争。
苹果传统上不会透露太多关于其硬件的细节，因此要分析其创新并得出未来发展方向的结论并不总是那么容易。幸运的是，SoC平面图揭示了一些基本的想法，最近，高级技术分析师发布了苹果A14仿生芯片和M1 SoC的模具照片，揭示了这些处理器的一些额外细节。TechInsights似乎拥有当今最详细的模具照片，尽管其他咨询公司也发布了模具照片。
那么近，又那么远
苹果A14仿生学芯片和M1有很多共同点，这不是什么秘密。Apple使用相同的TSMC N5处理技术制造它们，并且从体系结构的角度来看它们非常相似（例如，它们是SoC，它们使用统一的内存体系结构），具有相同的Firestorm和Icestorm通用CPU内核，相同的NPU（神经处理单元）引擎，大概是相同的GPU架构。
针对笔记本电脑和小型台式机，苹果的M1处理器被设计成比A14更快。
M1比M14包含了更多的CPU内核:它配备了四个高性能的Firestorm内核，运行频率高达3.20 GHz，并配有更大的缓存，通过加速指令和数据访问以及减少延迟来最大化单线程性能。SoC还拥有四个节能的Icstorm核心，频率最高可达2.0 GHz。苹果将Firestorm的核数增加了一倍，但保留了Icestorm的核数，或许是因为后者在PC领域不那么重要，4个是最佳数量。从布局图上看，苹果是否使用了任何优化来提高CPU内核的运行速度(例如，在某些块上使用高性能晶体管，而不是低功耗晶体管)尚不清楚。
M1的GPU是A14的两倍大，这在某种程度上表明了苹果的优先级，至少在个人电脑方面是这样。该公司喜欢图形显卡，尽管并非所有Mac上的程序都广泛使用GPGPU。苹果一直是少数几个使用英特尔处理器和强大的图形处理器的个人电脑制造商之一，所以在过渡到自己的处理器时没有任何变化。
为了给更强大的CPU和GPU子系统提供足够的数据，M1使用128位8通道LPDDR4X-4266内存子系统(从A14中的四通道64位内存子系统升级而来)。苹果还将系统级缓存缩小了25%，考虑到内存子系统变得更加强大，这是合乎逻辑的。值得注意的是，苹果决定继续使用LPDDR4X内存，而不是过渡到LPDDR5来进一步提高内存带宽。也许重新使用最初为智能手机设计的控制器和PHY IP是一种降低研发费用的成本节约措施。
就神经处理单元(NPU)而言，M1和A14拥有相同的16核单元，这并不奇怪，因为现代智能手机和笔记本电脑的工作量大致相同。
TechInsights和其他分析师无法识别M1的所有区块。尽管如此，人们普遍认为苹果最新的A14和M1 SoC具有许多特殊用途的加速器，以处理特定于MacOS的任务或各种高要求的工作负载，如媒体编码/解码。考虑到M1至少三分之一的平面图无法确定，很可能是苹果在芯片中内置了许多定制块，包括其著名的T2芯片。同时，M1还具有PC特有的接口，如DisplayPort和Thunderbolt/USB 4。
总结
苹果的M1系统是A14仿生智能手机SoC的演变，但有许多专为小型笔记本电脑和小型台式机设计的优化功能。
总体而言，与A14相比，苹果M1承诺至少有两倍的通用性能，至少两倍的图形性能，以及两倍的内存带宽。所有这些都是以芯片尺寸增大37%为代价的。请记住，M1不一定要像A14那样节能，它的实际性能改进可能会更高，因为它有更高的时钟和其他可能的优化。此外，假设M1有许多苹果特有的加速器，我们可以预期它在某些应用中比英特尔处理器明显更快(例如，Apple ProRes RAW编码/解码)。
很明显，苹果的M1是为一组特定的产品设计的，尤其是MacBook Air、MacBook Pro 13和Mac Mini。这些系统几乎从来没有用于真正需要高性能的任务，这可能是为什么该公司没有超过四个高性能核心的设计。M1的输入/输出能力也很适中:SoC有两个显示引擎，缺乏本地HDMI支持，显然只支持两个USB 4/Thunderbolt端口。
总的来说，苹果设计的M1芯片承诺比M14仿生芯片的性能显著提高，但只需要比M14多出37%的芯片面积。该公司优化了设计的许多元素(例如，增加了缓存、更高的时钟、更宽的内存接口、特定于PC的接口)，以达到其PC性能目标，但保留了许多其他东西(例如，16核NPU、LPDDR4X内存支持)，这证明了其设计和制造成本的一种非常合理的方法。