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Apple M1

四月 15, 2023

Apple M1系列是苹果公司第一款基于ARM架构的自研处理器单片系统（SoC），於2020 年 11 月 10 日推出。为麥金塔计算机产品线與iPad產品線提供中央处理器。[2]它搭载于MacBook Air (2020 年末)、Mac Mini (2020 年末)、MacBook Pro（13 英寸，2020 年）、iMac、iPad Pro及iPad Air (第五代)上。[3]M1是首款用于个人电脑的5纳米芯片。苹果宣称该芯片在所有低功耗中央处理器产品中性能最佳，同时具有最佳的效能功耗比。[2][4]

Apple M1
設計團隊蘋果公司
生产商
微架構“Firestorm”和“Icestorm”[1]
指令集架構AArch64（架构）
ARMv8-A（指令集架构）
制作工艺/製程N5、N5P
產品編碼APL1102
核心数量8 (4高性能 + 4低功耗)（M1）
10（8高性能 + 2低功耗）（M1 Pro & MAX）
二級快取12MB（高性能核心）
4MB（低功耗核心）
應用平台桌上型電腦（Mac Mini及iMac）
筆記型電腦（MacBook家族）
平板电脑（iPad Pro/Air）
繼任產品Apple M2
相關產品Apple A14
Apple M1 Pro
Apple M1 Max
Apple M1 Ultra

2021年10月18日，苹果发布了面对专业用户的Apple M1 Pro和M1 Max，与原版M1相比，在性能上的提升明显。 2022年3月8日，苹果推出了由兩顆M1 Max介接而成的Apple M1 Ultra，它是M1家族中的最高阶版。

架构

Apple M1成為主處理器之前，蘋果從Mac開始內建T系列系統安全晶片著手，為其產品線遷移至ARM平台做準備。[5]

M1

该芯片内有四个高性能“Firestorm”核心和四个低功耗“Icestorm”核心，结构类似ARM的big.LITTLE和Intel的“Lakefield”系列架构。[6]这样的架构能实现以往苹果-英特爾架构（英语：Apple–Intel architecture）无法达到的能效比优化。苹果宣称低功耗核心只需要高性能核心十分之一的电量。四个高性能核心均有192 KB指令缓存和128 KB数据缓存，并共享12 MB的二级缓存；四个低功耗核心均有128 KB指令缓存和64 KB数据缓存，并共享4 MB的二级缓存。“Icestorm”的“E集群”频率为0.6–2.064 GHz，最高功耗为1.3 W，而“Firestorm”的“P集群”的频率为0.6–3.204 GHz，最高功耗为13.8 W。M1芯片还包含苹果自己设计的8核（部分型号为7核）圖形處理器（GPU）。苹果宣称它可以同时执行25,000个线程。芯片还有一个专用的16核神经网络引擎，可以每秒执行11兆次运算。芯片其他组成部分还包括圖像處理器（ISP）、NVM存储、Thunderbolt 4控制器和Secure Enclave。[7]

M1芯片内有4266 MT/s的LPDDR4X SDRAM[8]，采用统一記憶體（unified memory）配置（即M1芯片内所有组件共享这一記憶體）。除此之外，整个SoC和RAM采取封裝體系的形式配置在一起。有8 GB和 16 GB两种配置可供选择。[9]

Rosetta 2动态二进制转译技术使得搭载M1芯片的设备仍然能够运行原有为x86架构处理器设计的软件。[10]

M1 Pro

主条目：Apple M1 Pro和M1 Max
 
M1 Pro

M1 Max

主条目：Apple M1 Pro和M1 Max
 
M1 Max

M1 Ultra

 
M1 Ultra

M1 Ultra處理器是由兩個M1 Max處理器透過UltraFusion介接而成，M1 Ultra處理器的技术参数是M1 Max處理器的兩倍。

制造

由于苹果公司是一家无厂半导体公司，自身团队专攻芯片设计，最终的芯片制造需要晶圆代工厂家来完成。苹果预订了台積電的5纳米生产线来制造該款芯片。苹果也是TSMC 5纳米生产线的前期客户之一。[11]M1 Pro 和 M1 Max 具有八个高性能“Firestorm”（M1 Pro 的低分档变体中有六个）和两个节能的“Icestorm”内核，提供总共 10 个内核（某些内核中有 8 个）的混合配置M1 Pro 的基本型号）。M1 Pro 集成了 Apple 设计的 16 核（在某些基本型号中为 14 个）图形处理单元 (GPU)，而 M1 Max 则集成了一个 32 核（在某些基本型号中为 24 个）GPU。每个 GPU 内核分为 16 个执行单元，每个执行单元包含 8 个算术逻辑单元 (ALU)。 M1 Max GPU 总共包含多达 512 个执行单元或 4096 个 ALU，其最大浮点 (FP32) 性能为 10.4 TFLOP。

它们具有与 Apple A14 Bionic 相同的 16 核神经引擎、Secure Enclave 和两个媒体引擎，并包括三个 Thunderbolt 4 控制器。M1 Pro 和 M1 Max 具有统一的内存架构，这意味着芯片上的所有组件，例如 CPU 和 GPU，共享相同的内存寻址。内存为 8 通道 LPDDR5-6400 SDRAM，M1 Pro 的总带宽为 200 GB/s，M1 Max 的总带宽为 400 GB/s。 M1 Pro 有 16 GB 和 32 GB 的内存配置，而 M1 Max 有 32 GB 和 64 GB 的配置。 M1 Max 支持 16 英寸 MacBook Pro 上的高功率模式，用于执行密集型任务。 M1 Pro 支持两个通过 Thunderbolt 連接的 6K 显示器和一个通过 HDMI 連接的 4K 显示器，而 M1 Max 支持第三个通过 Thunderbolt 連接的 6K 显示器。

應用產品

M1

M1 Pro

M1 Max

M1 Ultra

延伸型號

下表显示了基于“Firestorm”和“Icestorm”微架构的各种 SoC。

芯片 CPU

核心 (效能+效率)

GPU
核心 		记忆体 (GB) 晶体管

数目

A14 6 (2+4) 4 4 - 6 118億
M1 8 (4+4) 7 8 - 16 160億
8
M1 Pro 8 (6+2) 14 16 - 32 337億
10 (8+2)
16
M1 Max[注 1] 10 (8+2) 24 32 - 64 570億
32
M1 Ultra[注 1] 20 (16+4) 48 64 - 128 1140億
64
  1. ^ 1.0 1.1 M1 Ultra处理器是由两个M1 Max处理器用UltraFusion合成，技术参数是M1 Max处理器的两倍。

拓展阅读

参考文献

  1. ^ Frumusanu, Andrei, The 2020 Mac Mini Unleashed: Putting Apple Silicon M1 To The Test, [2020-11-18], （原始内容于2021-01-23） （英语） 
  2. ^ 2.0 2.1 The Apple M1 is the first ARM-based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU. GSMArena.com. [2020-11-11]. （原始内容于2021-01-25） （英语）. 
  3. ^ New MacBook Pro, MacBook Air, Mac Mini With Apple M1 SoC. NDTV Gadgets 360. [2020-11-11]. （原始内容于2020-12-28） （英语）. 
  4. ^ Sohail, Omar. Apple’s 5nm M1 Chip Is the First for ARM-Based Macs - Boasts 2x More Performance Than Latest Laptop CPU, Uses One-Fourth the Power. Wccftech. [2020-11-11]. （原始内容于2021-01-26） （英语）. 
  5. ^ . [2021-07-28]. （原始内容存档于2021-07-28）. 
  6. ^ Apple M1 Chip. Apple.com. Apple. [2020-11-11]. （原始内容于2020-11-10） （英语）. 
  7. ^ Apple's M1: A closer look at the chip inside of the latest Macs. Tech Republic. [2020-11-19]. （原始内容于2021-01-27） （英语）. 
  8. ^ The 2020 Mac Mini Unleashed: Putting Apple Silicon M1 To The Test. ANANDTECH. [2020-11-19]. （原始内容于2021-01-23） （英语）. 
  9. ^ With M1 Macs, memory isn't what it used to be. Mac World. [2020-11-19]. （原始内容于2020-11-20） （英语）. 
  10. ^ How Fast Is Apple's M1 Chip? It Depends on the App. PC Magazine. [2020-11-19]. （原始内容于2021-01-26） （英语）. 
  11. ^ First seven customers for 5nm TSMC production. EE News Europe. [2020-11-19]. （原始内容于2020-11-18） （英语）. 

四月 15, 2023
apple, 系列是苹果公司第一款基于arm架构的自研处理器单片系统, 於2020, 日推出, 为麥金塔计算机产品线與ipad產品線提供中央处理器, 它搭载于macbook, 2020, 年末, mini, 2020, 年末, macbook, 英寸, 2020, imac, ipad, pro及ipad, 第五代, m1是首款用于个人电脑的5纳米芯片, 苹果宣称该芯片在所有低功耗中央处理器产品中性能最佳, 同时具有最佳的效能功耗比, 設計團隊蘋果公司生产商台灣積體電路製造, tsmc, 微架構, firestor. Apple M1系列是苹果公司第一款基于ARM架构的自研处理器单片系统 SoC 於2020 年 11 月 10 日推出 为麥金塔计算机产品线與iPad產品線提供中央处理器 2 它搭载于MacBook Air 2020 年末 Mac Mini 2020 年末 MacBook Pro 13 英寸 2020 年 iMac iPad Pro及iPad Air 第五代 上 3 M1是首款用于个人电脑的5纳米芯片 苹果宣称该芯片在所有低功耗中央处理器产品中性能最佳 同时具有最佳的效能功耗比 2 4 Apple M1設計團隊蘋果公司生产商台灣積體電路製造 TSMC 微架構 Firestorm 和 Icestorm 1 指令集架構AArch64 架构 ARMv8 A 指令集架构 制作工艺 製程N5 N5P產品編碼APL1102核心数量8 4高性能 4低功耗 M1 10 8高性能 2低功耗 M1 Pro amp MAX 二級快取12MB 高性能核心 4MB 低功耗核心 應用平台桌上型電腦 Mac Mini及iMac 筆記型電腦 MacBook家族 平板电脑 iPad Pro Air 繼任產品Apple M2相關產品Apple A14Apple M1 ProApple M1 MaxApple M1 Ultra2021年10月18日 苹果发布了面对专业用户的Apple M1 Pro和M1 Max 与原版M1相比 在性能上的提升明显 2022年3月8日 苹果推出了由兩顆M1 Max介接而成的Apple M1 Ultra 它是M1家族中的最高阶版 目录 1 架构 1 1 M1 1 2 M1 Pro 1 3 M1 Max 1 4 M1 Ultra 2 制造 3 應用產品 3 1 M1 3 2 M1 Pro 3 3 M1 Max 3 4 M1 Ultra 4 延伸型號 5 拓展阅读 6 参考文献架构 编辑Apple M1成為主處理器之前 蘋果從Mac開始內建T系列系統安全晶片著手 為其產品線遷移至ARM平台做準備 5 M1 编辑 该芯片内有四个高性能 Firestorm 核心和四个低功耗 Icestorm 核心 结构类似ARM的big LITTLE和Intel的 Lakefield 系列架构 6 这样的架构能实现以往苹果 英特爾架构 英语 Apple Intel architecture 无法达到的能效比优化 苹果宣称低功耗核心只需要高性能核心十分之一的电量 四个高性能核心均有192 KB指令缓存和128 KB数据缓存 并共享12 MB的二级缓存 四个低功耗核心均有128 KB指令缓存和64 KB数据缓存 并共享4 MB的二级缓存 Icestorm 的 E集群 频率为0 6 2 064 GHz 最高功耗为1 3 W 而 Firestorm 的 P集群 的频率为0 6 3 204 GHz 最高功耗为13 8 W M1芯片还包含苹果自己设计的8核 部分型号为7核 圖形處理器 GPU 苹果宣称它可以同时执行25 000个线程 芯片还有一个专用的16核神经网络引擎 可以每秒执行11兆次运算 芯片其他组成部分还包括圖像處理器 ISP NVM存储 Thunderbolt 4控制器和Secure Enclave 7 M1芯片内有4266 MT s的LPDDR4X SDRAM 8 采用统一記憶體 unified memory 配置 即M1芯片内所有组件共享这一記憶體 除此之外 整个SoC和RAM采取封裝體系的形式配置在一起 有8 GB和 16 GB两种配置可供选择 9 Rosetta 2动态二进制转译技术使得搭载M1芯片的设备仍然能够运行原有为x86架构处理器设计的软件 10 M1 Pro 编辑 主条目 Apple M1 Pro和M1 Max M1 Pro M1 Max 编辑 主条目 Apple M1 Pro和M1 Max M1 Max M1 Ultra 编辑 M1 Ultra M1 Ultra處理器是由兩個M1 Max處理器透過UltraFusion介接而成 M1 Ultra處理器的技术参数是M1 Max處理器的兩倍 制造 编辑由于苹果公司是一家无厂半导体公司 自身团队专攻芯片设计 最终的芯片制造需要晶圆代工厂家来完成 苹果预订了台積電的5纳米生产线来制造該款芯片 苹果也是TSMC 5纳米生产线的前期客户之一 11 M1 Pro 和 M1 Max 具有八个高性能 Firestorm M1 Pro 的低分档变体中有六个 和两个节能的 Icestorm 内核 提供总共 10 个内核 某些内核中有 8 个 的混合配置M1 Pro 的基本型号 M1 Pro 集成了 Apple 设计的 16 核 在某些基本型号中为 14 个 图形处理单元 GPU 而 M1 Max 则集成了一个 32 核 在某些基本型号中为 24 个 GPU 每个 GPU 内核分为 16 个执行单元 每个执行单元包含 8 个算术逻辑单元 ALU M1 Max GPU 总共包含多达 512 个执行单元或 4096 个 ALU 其最大浮点 FP32 性能为 10 4 TFLOP 它们具有与 Apple A14 Bionic 相同的 16 核神经引擎 Secure Enclave 和两个媒体引擎 并包括三个 Thunderbolt 4 控制器 M1 Pro 和 M1 Max 具有统一的内存架构 这意味着芯片上的所有组件 例如 CPU 和 GPU 共享相同的内存寻址 内存为 8 通道 LPDDR5 6400 SDRAM M1 Pro 的总带宽为 200 GB s M1 Max 的总带宽为 400 GB s M1 Pro 有 16 GB 和 32 GB 的内存配置 而 M1 Max 有 32 GB 和 64 GB 的配置 M1 Max 支持 16 英寸 MacBook Pro 上的高功率模式 用于执行密集型任务 M1 Pro 支持两个通过 Thunderbolt 連接的 6K 显示器和一个通过 HDMI 連接的 4K 显示器 而 M1 Max 支持第三个通过 Thunderbolt 連接的 6K 显示器 應用產品 编辑M1 编辑 MacBook Air 2020 MacBook Pro 13 英吋 2020 Mac mini 2020 iPad Pro 11 英吋第三代 12 9 英吋第五代 iMac 24 吋 2021 iPad Air 2022 M1 Pro 编辑 MacBook Pro 14英寸 2021 16英寸 2021 M1 Max 编辑 MacBook Pro 14英寸 2021 16英寸 2021 Mac Studio 2022 M1 Ultra 编辑 Mac Studio 2022 延伸型號 编辑下表显示了基于 Firestorm 和 Icestorm 微架构的各种 SoC 芯片 CPU 核心 效能 效率 GPU核心 记忆体 GB 晶体管 数目A14 6 2 4 4 4 6 118億M1 8 4 4 7 8 16 160億8M1 Pro 8 6 2 14 16 32 337億10 8 2 16M1 Max 注 1 10 8 2 24 32 64 570億32M1 Ultra 注 1 20 16 4 48 64 128 1140億64 1 0 1 1 M1 Ultra处理器是由两个M1 Max处理器用UltraFusion合成 技术参数是M1 Max处理器的两倍 拓展阅读 编辑Apple Silicon Apple A12Z Bionic Apple M2 Mac向苹果芯片迁移 通用二进制 Asahi Linux 使M系列Soc之Mac可執行Linux的一項計劃参考文献 编辑 Frumusanu Andrei The 2020 Mac Mini Unleashed Putting Apple Silicon M1 To The Test 2020 11 18 原始内容存档于2021 01 23 英语 2 0 2 1 The Apple M1 is the first ARM based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU GSMArena com 2020 11 11 原始内容存档于2021 01 25 英语 New MacBook Pro MacBook Air Mac Mini With Apple M1 SoC NDTV Gadgets 360 2020 11 11 原始内容存档于2020 12 28 英语 Sohail Omar Apple s 5nm M1 Chip Is the First for ARM Based Macs Boasts 2x More Performance Than Latest Laptop CPU Uses One Fourth the Power Wccftech 2020 11 11 原始内容存档于2021 01 26 英语 存档副本 2021 07 28 原始内容存档于2021 07 28 Apple M1 Chip Apple com Apple 2020 11 11 原始内容存档于2020 11 10 英语 Apple s M1 A closer look at the chip inside of the latest Macs Tech Republic 2020 11 19 原始内容存档于2021 01 27 英语 The 2020 Mac Mini Unleashed Putting Apple Silicon M1 To The Test ANANDTECH 2020 11 19 原始内容存档于2021 01 23 英语 With M1 Macs memory isn t what it used to be Mac World 2020 11 19 原始内容存档于2020 11 20 英语 How Fast Is Apple s M1 Chip It Depends on the App PC Magazine 2020 11 19 原始内容存档于2021 01 26 英语 First seven customers for 5nm TSMC production EE News Europe 2020 11 19 原始内容存档于2020 11 18 英语 取自 https zh wikipedia org w index php title Apple M1 amp oldid 74336335, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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