解析蘋果M1：ARM PC的未來影響有多大

薛山

長短板都突出，封閉硬軟件環(huán)境使其難以越界

關于蘋果M1芯片的性能，我們在上期《電腦報》已經(jīng)推出了詳細的評測內(nèi)容，有興趣的讀者朋友可以自行查閱。簡而言之，這是一款“蘋果認為很重要的應用”，比如支持Final Cut Pro的8K分辨率HDR/H.265編碼視頻剪輯、AI音頻提取、神經(jīng)網(wǎng)絡機器學習……使用專用芯片進行特別優(yōu)化的ARM架構SoC，在封裝內(nèi)集成了CPU、GPU和LPDDR4X內(nèi)存顆粒，以我們對Mac mini的測試來看，平臺功耗控制在30W左右的前提下，特化后的測試項目性能遠遠超過了100W功耗以上的x86架構通用計算CPU。但如果未特化，尤其是未針對ARM原生編譯的APP運行效率很低，兩極趨勢鮮明，而圍繞“M1是否能顛覆PC產(chǎn)業(yè)”的討論熱度也相當高，那么蘋果自研Mac芯片究竟能有多大的影響力呢？

首先要注意一點，蘋果M1并不是ARM陣營向x86 PC開的“第一槍”，高通驍龍850就曾經(jīng)做出過嘗試，代表機型就是當年的華為MateBook E，證明了ARM模擬運行Windows的可能性，并為不少軟件適配鋪墊了道路，比如VS Code的社區(qū)支持。但顯然，這一槍從結(jié)果來看是失敗了，究其原因其實就是高通和微軟各打各的算盤，對于微軟來說跨架構CPU方案也并不是第一次遇到，Windows NT就曾同時支持過POWER、ALPHA、MIPS等架構，而結(jié)果依然是無法撼動x86的地位，所以ARM版Windows PC自然就陷入了開發(fā)者不積極、系統(tǒng)支持不給力的局面。

而蘋果則完全不同，自己的硬件跑自己的系統(tǒng)，這樣的力度顯然不是ARM+ Windows可媲美的，這從以專用芯片來跑特定應用的方案就能明確看到，再加上軟件系統(tǒng)有針對性地進行優(yōu)化，交出高能效的答卷并不為奇。所以，蘋果自研Mac芯片的意義其實與A系列芯片于iPhone/iPad的意義相同，A系列處理器再強也并不會明顯影響安卓產(chǎn)品線的出貨量，M1同樣也無法明顯動搖x86 Windows用戶群，畢竟使用習慣的慣性是巨大的，再加上M1本身的通用計算性能定位并不算很高，且GPU性能遠無法與NVIDIA/AMD GPU抗衡，所以與x86 Windows PC從低到高全覆蓋的定位還是有著明顯的區(qū)別，從這個角度來說，蘋果自研Mac芯片很難越界對x86+ Windows PC造成影響。

借統(tǒng)一硬件平臺的東風，性能有望實現(xiàn)快速迭代

雖然M1是蘋果第一顆針對電腦產(chǎn)品線的SoC，卻是蘋果硬件技術的集大成者。考慮到蘋果計劃在明年將整個Mac產(chǎn)品線向ARM過渡，這意味著高功耗的M系列芯片一定會推出，而之所以能在這么短時間內(nèi)實現(xiàn)對英特爾處理器的替代，原因正是依靠A系列處理器“打下的江山”，從臺積電的營收占比來看，今年蘋果有望達到25%的高點，而M系列與A系列采用同架構方案，這意味著設計、制造等方面的成本可以得到最大幅度的攤銷，從而像iPhone那樣實現(xiàn)很高的利潤率，在臺積電最新工藝加持下，能效比也將競爭對手遠遠甩開，實現(xiàn)用戶與企業(yè)的雙贏。

考慮到手機SoC的迭代速度遠遠快于目前的x86 CPU，所以在明年推出替代英特爾45W TDP CPU的MacBook Pro真的沒有太大的意外，但策略應該會與M1保持一致：專用芯片專項優(yōu)化，同時盡量提高通用計算性能，最重要的是結(jié)合第三方應用開發(fā)商，特別是蘋果最擅長的設計領域應用，比如Adobe系列、Autodesk系列等進行原生優(yōu)化，這樣就能吸引到相當部分的高性能需求群體。如果走到了這一步，那M系列芯片Mac就會對高端x86 Windows PC形成沖擊了，尤其是英特爾一直在推的“設計師筆記本”。

游戲PC方面，ARM架構的Mac很難對x86 +Windows造成影響，這是游戲玩家本身就不屬于Mac用戶群的長期歷史原因?qū)е碌?，未來預計也很難有變化，畢竟游戲廠商基本上都與AMD或NVIDIA保持著非常緊密的聯(lián)系，比如CUDA已經(jīng)基本成為游戲開發(fā)的行業(yè)標準，Mac在游戲行業(yè)的最大作用是打包為iOS APP，再加上NVIDIA和蘋果相對糟糕的關系，所以GPU也基本排除了針對ARM架構SoC進行特化的可能，所以這一畝三分地對x86+Windows PC來說，即便是長遠來看也是穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)摹?/p>

不可忽視的一點：ARM SoC已是超算第一名

雖然ARM一直都以低功耗平臺的形象面對廣大消費者，但這并不意味著ARM無法“做大做強”，2020年6月23日拿下超級計算機TOP500排名第一認證的日本“富岳”，就采用了158976個節(jié)點的48核心ARM架構富士通A64FX SoC，峰值性能達到了1 EFLOPS，測試結(jié)果也有415.5 PFLOPS，也就是一秒可進行41.55億億次浮點運算。而富士通的這顆A64FX采用的就是臺積電7nm FinFET制程，87.86億個晶體管，同時封裝了4顆總計32GB HBM2 DRAM，甚至還有2個512bit向量計算單元……其集成度、運算性能和訪存帶寬都相當強悍，所以ARM不僅能做超算，甚至已經(jīng)跨過英特爾做到了世界第一。

當然，x86這邊也不是沒有與富士通A64FX類似的設計，英特爾至強Phi就是個例子，同樣是高速互聯(lián)+HBM DRAM的設計，x86有AVX512，ARM有SVE512……不過區(qū)別在于富士通成功走上了正軌，至強Phi卻幾乎“消失在人?！?。

所以，即便是在世界上性能需求最大的計算機集群上，ARM也做到了對x86的“超車”，充分證明了ARM高能效比的價值，也意味著在高端個人電腦領域，以蘋果為代表的硬軟件集成商有著很大的幾率憑借高能耗比和快速迭代的先天優(yōu)勢，拿下更多的市場份額，雖然短時間內(nèi)不大可能去嘗試富士通A64FX這種“GPU式”的激進設計，但通過流水線和頻率的提升，以當前的設計憑借更好的散熱系統(tǒng)來壓榨更多性能倒是很有可能。

編輯觀點

在打通手機、平板和電腦的硬軟件平臺后，蘋果接下來可能要走的就是各個平臺的邊緣模糊化，目前正在做的就是iPad Pro通過藍牙鍵盤觸控板實現(xiàn)筆記本式的交互，然后通過M系列芯片來融合iPadOS和macOS，獲得一臺既能運行Mac傳統(tǒng)桌面應用，但能效優(yōu)勢相對x86 CPU大幅提升，同時還能和iPadOS、iOS分享觸控手勢APP操控的融合型設備，這一舉措類似于當年iPhone融合iPod、電話、PDA的“壯舉”，還挺值得期待的。