苹果 M2 芯片解读:工艺小幅改进,CPU 性能提升不及预期

2022/6/7 11:55:14 来源:爱集微 作者:Aaron 责编:远洋

6 月 7 日凌晨,苹果发布了 M2 芯片以及搭载其的首批 MacBook 系列产品。著名科技类媒体 Tomshardare 对苹果的 M2 芯片性能做了解读。

文章认为,M2 芯片在非特定多线程 (unspecified multi-threaded)CPU 任务中实现了 18% 的性能提升,而改进后的 10 核 GPU 在非特定任务中也可以提供高达 35% 的图形处理性能提升。苹果还将 LPDDR5 的最大内存容量提升至 24GB,下一代 16 核神经引擎比其前代快 43%,每秒可处理高达 15.8 万亿次操作。

新的 M2 芯片采用第二代 5nm 工艺制造,Tomshardare 推测大概是台积电的 N5P,并拥有 200 亿个晶体管。首批 M2 处理器将在下个月上市的 MacBook Air 和 MacBook Pro 中首次亮相。

文章指出,Arm 架构的的苹果自研芯片通过 M1、M1 Pro、M1 Max 和 M1 Ultra 系列重振了公司的 PC 产品,使其能够弱化与英特尔处理器的依赖,并转向更先进的芯片制造技术和微芯片架构。随着苹果向第二代 5nm 工艺和性能更高的芯片架构迈进,这种趋势仍在继续。

M2 处理器配备多达 8 个 CPU 内核,与其前代产品相同,具有 4 个高性能内核和 4 个效率内核。而 M2 芯片似乎基于 A15 Avalanche+Blizzard 架构,采用 Armv8.5-A,而不是 Armv9。其高性能内核具有增强型缓存,与 M1 的 12MB L2 相比,共享 L2 缓存为 16MB;与 M1 处理器相比,四个效率内核具有不变的缓存容量层次结构。

此外,GPU 也进行了较大升级,从 M1 芯片上的 8 核增加到 10 核。苹果表示这有助于 GPU 性能提高 35%,而且是在未指明工作量的情况下。M2 的 GPU 运算性能为每秒 3.6TFLOPS,比 M1 的 2.6 TFLOPS 浮点运算大幅提高了 38%。

其引擎支持高达 8K 的 H.264、HEVC 和 ProRes 编码 / 解码,并具有“增加带宽”的特点,使其能够播放多个 4K 和 8K 数据流。与之前一样,该芯片只支持两个显示器,其中一个外部分辨率高达 6K。正如苹果过去所做的那样,我们预计该公司会推出不同的具有不同数量 GPU 核心的 M2 型号。

图源:Tomshardware

苹果声称,M2 的 GPU 在与 M1 相同的功率下,性能比 M1 高出 25%,峰值功率下性能比 M1 高出 35%。然而,在一个毫无意义的比较中,苹果将其 GPU 与 Core i7 集成的 GPU 进行了比较,而 Core i7 并不用于任何严肃的工作。苹果表示,在相同功率下,比英特尔 iGPU 有 2.3 倍的优势,而在 1/5 功率下的峰值性能相同。

文章称,苹果通过高达 24GB 的 LPDDR5 内存,为 CPU 和 GPU 提供高达 100gb / s 的内存带宽,比上一代 M1 芯片的带宽增加了 50%。这归功于比 M1 的 LPDDR4X 规格更高的 LPDDR5。M2 的内存容量也增加了 50% (M1 的最高内存容量为 16GB)。同时,LPDDR5 存储器通过 128 位宽总线进行通信。

用于硬件加速工作负载的专用芯片正越来越成为所有芯片的核心,苹果也在这方面取得了进展。苹果声称其下一代 16 核神经引擎比上一代快 43%,每秒处理 15.8 万亿次运算,而 M1 的每秒处理次数为 11 万亿次。令人惊讶的是,苹果使用与 M1 相同数量的神经核完成了更多的工作,将性能的提高归因于架构的增强。然而,我们不知道苹果是否最终为这些设备提供了更多的芯片面积来提高性能。

苹果采用比英特尔和 AMD 更先进的制程节点,继续从第一代台积电 5nm 制程 (5N) M1 转向第二代 5nm 制程,可能就是台积电的 N5P。苹果将 M2 设计应用于 200 亿个晶体管上,比 M1 处理器增加了 25%。此外,M2 处理器也比它的前辈大。鉴于 N5P 没有密度改进,而且苹果又增加了两个 GPU 内核,但设计的其他改动(可能包括更小的功能单元)似乎产生了一个增大约 18% 的芯片(假设苹果的图形是按比例放大的)。

与 M1 中的台积电 N5 工艺相比,N5P 工艺据说在相同功率下速度快 7%,或者在相同时钟下降低 15% 的功耗(两者不可兼得)。苹果将把这些芯片封装在 MacBook Air 和 MacBook Pro 的卡槽中,前者采用无风扇设计,而后者将采用主动冷却解决方案 (风扇),以在更高要求的工作负载下实现更高的性能。Air 和 Pro 都将于 7 月上市,但苹果尚未给出具体的发布日期。

总的来说,M2 的性能提升似乎与晶体管数量和芯片面积的增加相一致,这意味着 M2 的每瓦性能比可能不如其前辈那么出色。此外,苹果吹捧的 CPU 性能数据似乎并不像一些人预期的那样令人印象深刻,这并不令人惊讶。因为该公司可能拷贝了 M1 芯片的很多突出的设计架构,走了捷径,而且还受益于向更新、更密集的工艺节点的迈进。这一次,从 N5 工艺节点到 N5P 的相对较小的一步带来了较小的性能和功率优势,同时没有提供密度的增加。而且从长远来看,这一微架构的好处似乎要小得多。与以往一样,最终的评判将由第三方基准做出。

苹果 M2 芯片正式发布:CPU 提升 18%,GPU 提升 35%(附官方解读)

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