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蘋(píng)果高管揭秘「王炸芯片」的誕生:我們把手機(jī)芯片放進(jìn)電腦了 2021-11-04 09:24:06  來(lái)源:36氪

「希望人們不會(huì)笑著說(shuō),他們?cè)趺磿?huì)把手機(jī)芯片放進(jìn)電腦里?!?/p>

蘋(píng)果芯片架構(gòu)師、副總裁蒂姆?米勒特(Tim Millet). 圖片來(lái)自:Apple

在 Upgrade 最新的一則播客中,蘋(píng)果芯片架構(gòu)師、副總裁蒂姆?米勒特(Tim Millet)講述了 M1 Pro、M1 Max 背后研發(fā)故事。

而上述的描述可以說(shuō)是在 M1 Pro、M1 Max 研發(fā)過(guò)程中,蘋(píng)果工程師們的一個(gè)小小期許。

「還好我們成功了」,M1 Pro、M1 Max 的出現(xiàn)不僅讓基于 ARM 的 M 系芯片踏入專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,也促使新 MacBook Pro 14、16 成為史上最快的 Mac,甚至可以說(shuō)史上最快的筆記本電腦?

雖然 Tim 在播客中的話語(yǔ)十分謙虛,但聽(tīng)完這 100 分鐘的采訪,話語(yǔ)之中有著很強(qiáng)的自豪感。

研發(fā) M1 Pro、M1 Max 的工程師們把這兩枚芯片形容為「改變了游戲規(guī)則」和「把門(mén)關(guān)上」,而關(guān)在門(mén)外的不僅是專(zhuān)業(yè) PC,也有曾經(jīng)的 MacBook Pro 們。

01 以 M1 為起點(diǎn),但始于 A 系芯片

從命名就可以看出,新處理器并不叫 M2,仍然沿用了 M1 相同的 5nm 制程、大小核、統(tǒng)一內(nèi)存等架構(gòu),但核心數(shù)、內(nèi)存、帶寬等等均做了加幾倍的「擴(kuò)展」,并在加上了 Pro、Max 的后綴。

用 Tim Millet 的話來(lái)說(shuō)就是「我們是從 M1 基礎(chǔ)架構(gòu)開(kāi)始,并把 M1 全部拆開(kāi),然后再把它們?nèi)垦b進(jìn)去」。

開(kāi)發(fā) M1 Pro、M1 Max 的最終目標(biāo)也并非是「不被嘲笑」,而是與蘋(píng)果一貫想要?jiǎng)?chuàng)造「最好的產(chǎn)品」初衷相同,去做出最好的 MacBook Pro。

在 M1 推出之前,蘋(píng)果醞釀了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,緣由也并非是像坊間傳聞那般,Intel 的處理器進(jìn)步乏力。甚至可以說(shuō)與 Intel 關(guān)聯(lián)沒(méi)有那么大,它無(wú)非是個(gè)催化劑罷了。

「我們不想要為商家、供應(yīng)商或通用的解決方案」蘋(píng)果硬件技術(shù)高級(jí)副總裁 Johny Srouji 說(shuō)到,「而是想要一枚芯片能夠真正緊密地集成軟件、系統(tǒng)與產(chǎn)品」。

M1 大獲成功并大殺四方之后,蘋(píng)果為 M1 Pro、M1 Max 的研發(fā)投入了更多的人力、資源和力度。

甚至 Tim Millet 直言到「從 A 系芯片轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā) M 系芯片所花費(fèi)的精力都沒(méi)有從 M1 到 M1 Pro、M1 Max 花費(fèi)的多」。

蘋(píng)果近些年的硬件(iPhone、iPad、Mac)和軟件(系統(tǒng))一直存在一些不同的聲音,并不認(rèn)為它們已經(jīng)是當(dāng)下最佳的產(chǎn)品。

反而,A 系芯片設(shè)計(jì)、制造能力一直處于絕對(duì)的領(lǐng)先地位,無(wú)出其右。

現(xiàn)在 M 系芯片的一鳴驚人,實(shí)則也是「站在巨人的肩膀之上」,只是這個(gè)巨人是蘋(píng)果在芯片制造領(lǐng)域數(shù)十年的研發(fā)技術(shù)積累上。

而 M1 Pro、M1 Max 把蘋(píng)果數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)積累幾乎全部發(fā)揮出來(lái),并揚(yáng)長(zhǎng)避短,長(zhǎng)是 ARM 架構(gòu),短是 X86 架構(gòu)。

02 「統(tǒng)一內(nèi)存」是一切優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)

「我想讓他們大開(kāi)眼見(jiàn)」,「讓 MacBook Pro 在漂亮的外表下蘊(yùn)藏著一只強(qiáng)大的內(nèi)心」。

在發(fā)布會(huì)之上,對(duì)于 M1 Pro、M1 Max 大談能效比,在同功耗下,性能超越許多專(zhuān)業(yè)平臺(tái),而在同性能之下,功耗又最低。有點(diǎn)不講武德。

雖然這種不同維度的對(duì)比有點(diǎn)取巧的嫌疑,但對(duì)于一個(gè)筆記本移動(dòng)平臺(tái)來(lái)說(shuō),功耗比絕對(duì)是一個(gè)不可忽視的屬性。

M 系列芯片一貫的「高能低耗」給 MacBook Pro 帶來(lái)了更好的電池續(xù)航力,且無(wú)論外接電源與否都不會(huì)影響性能釋放。

造成如此的原因可以歸功于統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)(unified memory architecture,縮寫(xiě)為 UMA)。

傳統(tǒng)的芯片(指 X86 平臺(tái))CPU、GPU 并非共用內(nèi)存,當(dāng)需要數(shù)據(jù)交互時(shí),大量的時(shí)間浪費(fèi)在數(shù)據(jù)的移動(dòng)復(fù)制過(guò)程,效率低下。

M1 Pro、M1 Max 相對(duì)于 M1 的內(nèi)存加倍(最高可達(dá) 64GB),并且分別有著 200GB/s 和 400GB/s 的帶寬,CPU 與 GPU 共享內(nèi)存,不倒騰數(shù)據(jù)了,效率自然就提升了。

在此 Tim Millet 依然舉了個(gè)例子,傳統(tǒng)的號(hào)稱(chēng)專(zhuān)業(yè)的筆記本平臺(tái),往往是高能 CPU 與獨(dú)顯的組合。

大量的 3D 運(yùn)算和圖像計(jì)算都需要 GPU 有著足夠的顯存和帶寬,如果足夠,發(fā)揮起來(lái)便會(huì)得心應(yīng)手。反之,當(dāng)顯存和帶寬達(dá)到極限后,發(fā)揮起來(lái)就要畏手畏腳,此時(shí)往往還伴隨著風(fēng)扇的「怒吼」。

而 M1 Pro、M1 Max 之中的統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)允許 GPU 訪問(wèn) 64GB 內(nèi)存,相對(duì)于傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)筆記本 16GB 的顯存,顯然新 MacBook Pro 會(huì)做一些此前根本無(wú)法做到的事情。

就如同在蘋(píng)果發(fā)布會(huì)上,蘋(píng)果用 MacBook Pro 16 直接毫不費(fèi)力地打開(kāi)了一個(gè)擁有 137 萬(wàn)個(gè)三角形所繪制的 3D 模型,它會(huì)占據(jù)接近 35GB 的內(nèi)存,在此之前根本無(wú)法在筆記本平臺(tái)上運(yùn)行。

一口氣就能打開(kāi)企業(yè)號(hào)的 3D 模型.

作為共享的統(tǒng)一內(nèi)存,Tim Millet 表示在很早開(kāi)發(fā) A 系列芯片時(shí),蘋(píng)果就嘗試讓 GPU 跑滿內(nèi)存,以找到與 CPU 的平衡點(diǎn)。

「我們一直在跟蹤 GPU 和其內(nèi)存占用,以確保 GPU 有足夠帶寬的前提下,與 CPU 保持相對(duì)的平衡」。

MacBook Pro 14 X 光透視圖。圖片來(lái)自:ifixit

我們其實(shí)不太關(guān)心 CPU、GPU 單個(gè)核心的架構(gòu),更想提供「豪華」的核心數(shù)量,并盡可能的帶來(lái)奢華的配備。

在 Mac Pro 上,蘋(píng)果推出了一組售價(jià) 15000 元的 Afterburner 加速卡,為的就是 ProRes 視頻所準(zhǔn)備。

而到了 M1 Pro、M1 Max 上,面對(duì)專(zhuān)業(yè)的視頻制造領(lǐng)域,蘋(píng)果還加入了專(zhuān)業(yè)的「媒體處理引擎」,說(shuō)白了就是把 Mac Pro 上的加速卡給集成到了芯片之中。

統(tǒng)一內(nèi)存架構(gòu)的設(shè)計(jì)打破了「所有的瓶頸」,也是 Tim Millet 認(rèn)為 M 系列芯片的競(jìng)爭(zhēng)力和巨大優(yōu)勢(shì)的所在。

03 不做藝術(shù)品,一切只為了 Pro 玩家

「希望 MacBook Pro 用戶坐下就能工作?!?/p>

雖然這句話說(shuō)的過(guò)于現(xiàn)實(shí),但不可避免的也展示了新 MacBook Pro 就是為當(dāng)下打工人所準(zhǔn)備的。

由此,M1 Pro、M1 Max 為基礎(chǔ)的 MacBook Pro 極大的擴(kuò)展了接口,HDMI、MagSafe、SD 卡槽統(tǒng)統(tǒng)回歸,同時(shí)也升級(jí)了雷靂接口,專(zhuān)業(yè)性凸顯。

Tim Millet 在播客中坦承去年 M1 剛剛推出時(shí),接口支持的不多,實(shí)則是由于芯片的限制。在開(kāi)發(fā) M1 Pro、M1 Max 之時(shí),對(duì) IO 進(jìn)行了重新的設(shè)計(jì),以確保 MacBook Pro 有著足夠 Pro 的系統(tǒng)拓展。

從 A 系列開(kāi)始,到 M 系列,蘋(píng)果已經(jīng)增加了一些附加功能,去滿足筆記本電腦或臺(tái)式電腦的擴(kuò)展需求。

到了 M1 Pro、M1 Max 時(shí),蘋(píng)果聽(tīng)取了內(nèi)部工作流團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)意見(jiàn),這個(gè)團(tuán)隊(duì)內(nèi)有獲獎(jiǎng)攝影師、攝像師,3D 藝術(shù)家,音樂(lè)制作人等,更豐富的接口顯然是「剛需」。

「我們知道藝術(shù)品是什么樣子,消費(fèi)電子產(chǎn)品該如何?!?/p>

都說(shuō)這次 MacBook Pro 設(shè)計(jì)風(fēng)格的改變,其實(shí)是更傾向于「實(shí)用性」,于是沒(méi)有去過(guò)分的削減厚度和重量,維持在了與前代(老模具)接近的水準(zhǔn),接口多了、電池大了。

這是 Tim Millet 主導(dǎo)的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)以 Pro 領(lǐng)域,Pro 需求為基準(zhǔn)線所打造的新 MacBook Pro。從芯片、硬件、軟件各方面都去以有專(zhuān)業(yè)工作流的人士為參考,并融入蘋(píng)果的設(shè)計(jì),誕生了 M1 Pro、M1 Max 以及 MacBook Pro。

「M 系列已經(jīng)進(jìn)入了完全不同的領(lǐng)域」,小試牛刀的 M1 面向消費(fèi)市場(chǎng),而 M1 Pro、M1 Max 則是蘋(píng)果有能力制造專(zhuān)業(yè)級(jí)芯片的一個(gè)證明。

04 我們要的只是芯片,而不是通用方案

「我們需要自己設(shè)計(jì)芯片來(lái)讓生產(chǎn)出來(lái)的 Mac 成為歷史最佳?!?/p>

這是去年蘋(píng)果硬件高級(jí)副總裁 Johny Srouji 在接受 ArsTechnica 采訪時(shí),對(duì)于為何要開(kāi)發(fā) M 芯片所說(shuō)的一個(gè)理由。

另一個(gè)理由并非是 Intel 芯片不行,而是「努力創(chuàng)造出最好的產(chǎn)品」。

正如前文所提,蘋(píng)果并不想要通用的芯片解決方案,更需要一枚定制芯片,以便讓 Mac 與 iPhone 類(lèi)似,把硬件與軟件系統(tǒng)深度綁定,且是從開(kāi)發(fā)階段就能針對(duì)各種需求來(lái)不斷的調(diào)整。

雖然 M1 芯片用的仍然是舊的模具,但在 macOS Monterey 更新之后,Intel 芯片的 MacBook Pro 已經(jīng)缺失了許多新功能。

這是由于 M 系列芯片有著單獨(dú)的神經(jīng)引擎,從而提供計(jì)算攝像、FaceTime 實(shí)時(shí)模糊、語(yǔ)音轉(zhuǎn)文字等一些小功能。

在最新的 M1 Pro、M1 Max 和新 MacBook Pro 開(kāi)發(fā)過(guò)程中,硬件部門(mén)、軟件部門(mén)、芯片開(kāi)發(fā)部門(mén)同吃同住,保持一致的步調(diào),讓芯片的功能融入系統(tǒng)功能和交互,比如根據(jù)不同的工作流在分配 CPU、GPU 內(nèi)存,并實(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)資源來(lái)達(dá)到高效的運(yùn)用。

單獨(dú)挑出 M1 Pro、M1 Max 來(lái)說(shuō),可能在絕對(duì)性能上,并非是當(dāng)下芯片的至強(qiáng),但把它們整合進(jìn) MacBook Pro 之中,輔以 macOS Monterey,這套面向 Pro 用戶和 Pro 領(lǐng)域的方案,或許是當(dāng)下足夠強(qiáng)大的存在。

甚至可以說(shuō),搭載 M1 Pro、M1 Max 的 MacBook Pro 已朝著地表最專(zhuān)業(yè)筆記本的目標(biāo)邁進(jìn)了一大步。

本文來(lái)自微信公眾號(hào) “愛(ài)范兒”(ID:ifanr),作者:杜沅儐,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

關(guān)鍵詞: 放進(jìn) 高管 芯片

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