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蘋果高管揭秘「王炸芯片」的誕生:我們把手機芯片放進電腦了 2021-11-04 09:24:06  來源:36氪

「希望人們不會笑著說,他們怎么會把手機芯片放進電腦里?!?/p>

蘋果芯片架構(gòu)師、副總裁蒂姆?米勒特(Tim Millet). 圖片來自:Apple

在 Upgrade 最新的一則播客中,蘋果芯片架構(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是在 M1 Pro、M1 Max 研發(fā)過程中,蘋果工程師們的一個小小期許。

「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,甚至可以說史上最快的筆記本電腦?

雖然 Tim 在播客中的話語十分謙虛,但聽完這 100 分鐘的采訪,話語之中有著很強的自豪感。

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「把門關(guān)上」,而關(guān)在門外的不僅是專業(yè) PC,也有曾經(jīng)的 MacBook Pro 們。

01 以 M1 為起點,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「擴展」,并在加上了 Pro、Max 的后綴。

用 Tim Millet 的話來說就是「我們是從 M1 基礎(chǔ)架構(gòu)開始,并把 M1 全部拆開,然后再把它們?nèi)垦b進去」。

開發(fā) M1 Pro、M1 Max 的最終目標也并非是「不被嘲笑」,而是與蘋果一貫想要創(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,蘋果醞釀了相當長的時間,緣由也并非是像坊間傳聞那般,Intel 的處理器進步乏力。甚至可以說與 Intel 關(guān)聯(lián)沒有那么大,它無非是個催化劑罷了。

「我們不想要為商家、供應(yīng)商或通用的解決方案」蘋果硬件技術(shù)高級副總裁 Johny Srouji 說到,「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)向開發(fā) M 系芯片所花費的精力都沒有從 M1 到 M1 Pro、M1 Max 花費的多」。

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

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

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

而 M1 Pro、M1 Max 把蘋果數(shù)十年的經(jīng)驗積累幾乎全部發(fā)揮出來,并揚長避短,長是 ARM 架構(gòu),短是 X86 架構(gòu)。

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

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

在發(fā)布會之上,對于 M1 Pro、M1 Max 大談能效比,在同功耗下,性能超越許多專業(yè)平臺,而在同性能之下,功耗又最低。有點不講武德。

雖然這種不同維度的對比有點取巧的嫌疑,但對于一個筆記本移動平臺來說,功耗比絕對是一個不可忽視的屬性。

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

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

傳統(tǒng)的芯片(指 X86 平臺)CPU、GPU 并非共用內(nèi)存,當需要數(shù)據(jù)交互時,大量的時間浪費在數(shù)據(jù)的移動復(fù)制過程,效率低下。

M1 Pro、M1 Max 相對于 M1 的內(nèi)存加倍(最高可達 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 依然舉了個例子,傳統(tǒng)的號稱專業(yè)的筆記本平臺,往往是高能 CPU 與獨顯的組合。

大量的 3D 運算和圖像計算都需要 GPU 有著足夠的顯存和帶寬,如果足夠,發(fā)揮起來便會得心應(yīng)手。反之,當顯存和帶寬達到極限后,發(fā)揮起來就要畏手畏腳,此時往往還伴隨著風(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 64GB 內(nèi)存,相對于傳統(tǒng)專業(yè)筆記本 16GB 的顯存,顯然新 MacBook Pro 會做一些此前根本無法做到的事情。

就如同在蘋果發(fā)布會上,蘋果用 MacBook Pro 16 直接毫不費力地打開了一個擁有 137 萬個三角形所繪制的 3D 模型,它會占據(jù)接近 35GB 的內(nèi)存,在此之前根本無法在筆記本平臺上運行。

一口氣就能打開企業(yè)號的 3D 模型.

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

「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 保持相對的平衡」。

MacBook Pro 14 X 光透視圖。圖片來自:ifixit

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

在 Mac Pro 上,蘋果推出了一組售價 15000 元的 Afterburner 加速卡,為的就是 ProRes 視頻所準備。

而到了 M1 Pro、M1 Max 上,面對專業(yè)的視頻制造領(lǐng)域,蘋果還加入了專業(yè)的「媒體處理引擎」,說白了就是把 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)計打破了「所有的瓶頸」,也是 Tim Millet 認為 M 系列芯片的競爭力和巨大優(yōu)勢的所在。

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>

雖然這句話說的過于現(xiàn)實,但不可避免的也展示了新 MacBook Pro 就是為當下打工人所準備的。

由此,M1 Pro、M1 Max 為基礎(chǔ)的 MacBook Pro 極大的擴展了接口,HDMI、MagSafe、SD 卡槽統(tǒng)統(tǒng)回歸,同時也升級了雷靂接口,專業(yè)性凸顯。

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

從 A 系列開始,到 M 系列,蘋果已經(jīng)增加了一些附加功能,去滿足筆記本電腦或臺式電腦的擴展需求。

到了 M1 Pro、M1 Max 時,蘋果聽取了內(nèi)部工作流團隊的專業(yè)意見,這個團隊內(nèi)有獲獎攝影師、攝像師,3D 藝術(shù)家,音樂制作人等,更豐富的接口顯然是「剛需」。

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

都說這次 MacBook Pro 設(shè)計風(fēng)格的改變,其實是更傾向于「實用性」,于是沒有去過分的削減厚度和重量,維持在了與前代(老模具)接近的水準,接口多了、電池大了。

這是 Tim Millet 主導(dǎo)的開發(fā)團隊以 Pro 領(lǐng)域,Pro 需求為基準線所打造的新 MacBook Pro。從芯片、硬件、軟件各方面都去以有專業(yè)工作流的人士為參考,并融入蘋果的設(shè)計,誕生了 M1 Pro、M1 Max 以及 MacBook Pro。

「M 系列已經(jīng)進入了完全不同的領(lǐng)域」,小試牛刀的 M1 面向消費市場,而 M1 Pro、M1 Max 則是蘋果有能力制造專業(yè)級芯片的一個證明。

04 我們要的只是芯片,而不是通用方案

「我們需要自己設(shè)計芯片來讓生產(chǎn)出來的 Mac 成為歷史最佳?!?/p>

這是去年蘋果硬件高級副總裁 Johny Srouji 在接受 ArsTechnica 采訪時,對于為何要開發(fā) M 芯片所說的一個理由。

另一個理由并非是 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 類似,把硬件與軟件系統(tǒng)深度綁定,且是從開發(fā)階段就能針對各種需求來不斷的調(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 系列芯片有著單獨的神經(jīng)引擎,從而提供計算攝像、FaceTime 實時模糊、語音轉(zhuǎn)文字等一些小功能。

在最新的 M1 Pro、M1 Max 和新 MacBook Pro 開發(fā)過程中,硬件部門、軟件部門、芯片開發(fā)部門同吃同住,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,并實時調(diào)動資源來達到高效的運用。

單獨挑出 M1 Pro、M1 Max 來說,可能在絕對性能上,并非是當下芯片的至強,但把它們整合進 MacBook Pro 之中,輔以 macOS Monterey,這套面向 Pro 用戶和 Pro 領(lǐng)域的方案,或許是當下足夠強大的存在。

甚至可以說,搭載 M1 Pro、M1 Max 的 MacBook Pro 已朝著地表最專業(yè)筆記本的目標邁進了一大步。

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

關(guān)鍵詞: 放進 高管 芯片

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