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M2芯片是A15的升级版吗?

行业新闻 汉码未来 | M2 A15 芯片

2022-06-22 11:58:20

一年一度的WWDC主要是软件发布会,也总是时不时给些硬件惊喜,今年也不例外。在WWDC22上,苹果发布了二代苹果系统芯片-M2,用于Mac(和iPad)平台。

M2芯片是A15的升级版吗?

M2的目标非常直接,即在苹果产品线上更换M1,最初配备13英寸的MacBookPro和新设计的MacBookAir。M2的卖点是在多线程CPU负载上比原M1系统芯片提高18%的性能,在GPU主负载上提高35%。

M2是苹果首次迭代尝试其Mac系统芯片,为了应对竞争对手的挑战,增加了更新的技术,并更新了低端笔记本产品线。

M2的发布也让我们可以看到苹果如何应对苹果芯片生态系统的升级。在iPhone家族中,A系列芯片时代的更新一直保持着每年一次的节奏;相反,传统的PC生态系统几乎每两年销售一次。尽管从体系结构的角度来看,M2几乎在两者之间妥协,但在M1发布后大约一年半的时间里,它更接近A系列芯片的每年更新。

从更高层的角度来说,M2的变化是有限的,至少苹果这次打算公开的是有限的。主要是变化集中在几个重点区域,而不是像M1芯片一样推出很多新的东西。虽然在推出硬件本身的时候,更多的情况是需要苹果公开的,但目前来看,M2看起来更像是从A15芯片发展而来,就像M1从A14发展而来。所以,M1到M2的升级,乍一看也和A14到A15差不多。

据苹果报道,新的系统芯片包含约200亿个晶体管,比M1(25%)多40亿个,比A15多50亿个。芯片的制造过程是苹果所谓的第二代5纳米制造过程。我们认为这个过程类似于台积电的N5P,也就是A15芯片所采用的正义。与N5相比,N5P可以在性能上提供优势,但不会提高晶体管的密度。因此,虽然苹果没有公布晶片的尺寸,但从苹果公布的晶片对比图中可以看出,M2的尺寸远远大于M1。

至于性能,苹果公司表示,在多线程CPU方面,M2可以比M1提高18%。苹果公司在时钟频率和IPC方面没有给出具体的数据,但是如果我们对Avalanche/Blizard的推测是正确的,我们可以准确地猜测具体数据。与A14/M1中的Firestorm相比,Avalanche公司只提供少量的性能提升,因为大部分的提升都在于整体的能耗效率。因此,性能提升来自于时钟频率而不是IPC的提升。

M2的高性能核心装载的L2缓存也相对较大,这也在提高性能方面发挥了作用。M1只共享12MBL2缓存,M2将其提升至16MB,比M1和A15均为4MB。

根据A15的性能,我们可以推测,这一代CPU最大的更新是功耗方面。在其他方面,BLIZARD增加了第四个整数ALU,并与其他A15结合,为A15带来显著(28%)的性能提升。有理由相信,尽管根据苹果采用的时钟频率,M2也会有类似的提升。

这也可以解释为什么苹果在与其产品的比较中专注于多线程性能。由于最大的性能提升来自高效核心,多线程负载可以最大要性能的情况下最大化P核心和E核心,从而获得最佳性能提升。总的来说,Avalache/blizard在CPU微架构的前端方面取得了良好的效果,预计M2芯片将继承这些结果。

同时,在GPU的前端,苹果走得更远。M2的底层架构是所谓的下一代GPU,有10个CPU核心,比M1的8核多了两个。官方发布的数据显示,GPU能做到3.6TFLOPS,比8核的M1多了1个TFLOPS。而且新的GPU还有更大的共享L2缓存,苹果没有发布M1的缓存大小。

更核心的数量,以及约10%的GPU时钟频率提升(按TFLOPS计算),共同构成了M2的GPU性能提升。在标称耗电量(约12W)下,M2的GPU性能比M1高25%左右。不过,M2的GPU耗电量可以超过M1的GPU。据苹果数据显示,M2在全功率状态下耗电约15W,性能比M1提升35%左右。


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