Apple silicon 简短历史
Apple silicon 的故事可以追溯到 2010 年，Apple 推出了首款自主研发的芯片 （Soc） —- Apple A4 ，芯片使用 ARM 架构，出现在第一代 iPad 和 iPhone 4 中。这个是 Apple 设计芯片的开端。
之后 A 系列的芯片被用在 iPhone，iPad 以及 Apple TV 中，A 系列的芯片也出现在已经停产的 iPod Touch 以及 HomePod 中。随着 Apple 不断地改进，提升核心数量，集成图形硬件和速度，逐渐拥有了媲美笔记本和台式机的性能。
随着技术积累，苹果决定脱离自 2006 年以来为 Mac 提供处理器的 Intel。2020 年宣布 Mac 全系列转向自家设计的芯片，于是 M 系列处理器的时代展开了。
Apple 自从 2020 年 WWDC 宣布将 Mac 全系列切换成 Apple silicon 过去已经有 4 年了，第一台搭载了 M 系列芯片的 Apple M1 MacBook 在 2020 年 11 月 10 号发售，直至今天所有的 Mac 产品线已经全部更换为 Apple silicon 芯片。
M 系列芯片
Apple M 系列的芯片至今为止也已经迭代了 4 代，短短的几年时间里面 M 系列芯片性能提升也非常巨大，苹果也一跃称为了顶尖的芯片制造商。
在目前的 M 系列芯片中包含了如下型号
| 芯片 | 发售日期 |
|---|---|
| M1 | 2020.11.10~2024.05.07 |
| M1 Pro | 2021.1018~2023.01.17 |
| M1 Max | 2022.03.08~2023.06.05 |
| M2 | 2022.06.06~ |
| M2 Pro | 2023.01.17~ |
| M2 Max | 2023.01.17~ |
| M2 Ultra | 2023.06.05~ |
| M3 | 2023.10.30~ |
| M3 Pro | 2023.10.30~ |
| M3 Max | 2023.10.30~ |
| M4 | 2024.05.07 |
介绍
- M1，M2，M3 是标准版本，兼顾了性能和电量消耗
- M1 Pro，M2 Pro，M3 Pro，增加了额外的 CPU，M1 Pro 和 M2 Pro 芯片则相较于 M2 和 M3 芯片有更多的内存带宽（memory bandwidth）200 GB/s，M3 Pro 芯片则只有 150 GB/s
- M1 Max，M2 Max，M3 Max，则是在 GPU 上比 Pro 系列增强，并且比 M1 Pro ，M2 Pro 有两倍的内存带宽 400 GB/s，用更好的图形处理性能
- M1 Ultra 和 M2 Ultra 则是在 M1 MAX 和 M2 MAX 上同时提升了 CPU 和 GPU 性能，并且拥有 800GB/s 的内存带宽
产品线
| 芯片 | 标准版 | Pro | Max | Ultra |
|---|---|---|---|---|
| M1 | MacBook Air(2020) Mac mini(2020) MacBook Pro(13-inch 2020) iMac(2021) iPad Pro(2021) iPad Air(2022) |
MacBook Pro(14-inch and 16-inch, 2021) |
MacBook Pro (14-inch, 16-inch, 2021) Mac Studio(2022) |
Mac Studio(2022) |
| M2 | MacBook Air(2022, 2023) MacBook Pro(13-inch, 2022) iPad Pro(2022) Mac Mini(2023) Vision Pro(2024) |
MacBook Pro(14-inch, 16-inch, early 2023) Mac mini(2023) |
MacBook Pro(14-inch, 16-inch, early 2023) Mac Studio(2023) |
Mac Studio(2023) Mac Pro(2023) |
| M3 | MacBook Pro(14-inch, late 2023) iMac (2023) MacBook Air (13-inch, 15-inch, 2024) |
MacBook Pro (14-inch, 16-inch, late 2023) | MacBook Pro(14-inch, 16-inch, late 2023) |
核心数
CPU 和 GPU 的核心数影响了 Apple silicon 芯片的整体性能，以及多任务处理的能力。核心数越多在多任务处理，尤其是 CPU 和 GPU 资源消耗的任务来说有优势。
不同系列的芯片在核心数上也有不同的差别。
| 芯片 | 标准 | Pro | Max | Ultra |
|---|---|---|---|---|
| M1 | 4 高性能核心 4 高能效(energy efficient) 7, 8 核 GPU |
两个版本 6 个高性能核心 + 2 个高能效核心 + 14 核 GPU 8 个高性能核心 + 2 个高能效 + 16 核 GPU |
8 高性能 2 高能效 24 或 32 核 GPU |
16 高性能 4 个高能效 48 或 64 核 GPU |
| M2 | 4 高性能 4 高能效 8，10 核 GPU |
6 或 8 个高性能 4 个高能效 16 或 19 核 GPU |
8 高性能 4 高能效 30，38 核 GPU |
16 高性能 8 高能效 60 或 76 核 GPU |
| M3 | 4 高性能 4 高能效 8，10 核 GPU |
5，6 核高性能 6 高能效 14，18 核 GPU |
10，12 高性能 4 高能效 30，40 核 GPU |
单核性能
| 芯片 | (Standard) | Pro | Max | Ultra |
|---|---|---|---|---|
| M1 | 2,330–2,350 | 2,360–2,370 | 2,380–2,400 | 2,384 |
| M2 | 2,570–2,630 | 2,640–2,650 | 2,740–2,800 | 2,760–2,770 |
| M3 | 3,010 | 3,120 | 3,120 |
多核性能
| 芯片 | (Standard) | Pro | Max | Ultra |
|---|---|---|---|---|
| M1 | 8,250–8,390 | 10,300–12,200 | 12,180–12,430 | 17,810 |
| M2 | 9,630–9,650 | 12,100–14,250 | 14,500–14,810 | 21,180–21,320 |
| M3 | 11,763 | 14,010–14,410 | 19,160–21,215 |
M1、M2 和 M3 芯片在单核和多核任务中的性能逐步提升，尤其是 M3 芯片在各方面表现出更高的性能。然而，值得注意的是，基准测试并不能完全反映实际使用情况。基准测试专注于特定任务和合成负载，无法准确捕捉真实世界的使用场景和变化。
统一内存架构
Apple Silicon 芯片采用统一内存架构，意味着内存直接与处理器相连，以实现最大速度和效率。这意味着所选的芯片决定了可用的内存选项，且内存无法在后期进行升级。
| 芯片 | (Standard) | Pro | Max | Ultra |
|---|---|---|---|---|
| M1 | 8GB 16GB |
16GB 32GB |
32GB 64GB |
64GB 128GB |
| M2 | 8GB 16GB 24GB |
16GB 32GB |
32GB 64GB 96GB |
64GB 128GB 192GB |
| M3 | 8GB 16GB 24GB |
18GB 36GB |
36GB 48GB 64GB 96GB 128GB |
决定需要多少内存取决于你的具体任务和使用模式。对于大多数用户来说，8GB 内存已经足够，但如果有更高强度的多任务需求，升级到 16GB 或 24GB 是合理的。超过 32GB 的内存通常适用于非常高要求的工作流程。
总结
总体来说，如果是 Apple Silicon 的新用户，还不确定选择哪款芯片，可以参考以下原则：
- 如果需要良好的价格、性能和电池寿命平衡，并且有日常计算需求，选择 M1、M2 或 M3。
- 如果需要专注性能以应对稍强的工作，比如编程，设计做图，选择 M1 Pro、M2 Pro 或 M3 Pro。
- 如果需要额外的图形性能来处理图像、视频、图形设计或游戏，比如视频剪辑，渲染视频，选择 M1 Max、M2 Max 或 M3 Max。
- 如果需要最高的整体性能以应对极高强度的专业工作，选择 M1 Ultra 或 M2 Ultra。
通常来说，从任一 M1 芯片升级到其直接继任者并不值得。如果你已经是 M2 用户，可能更好等到 Apple 在未来几年推出 M4 系列芯片再进行升级。