August 19, 2022

蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜


2021年10月19日凌晨,蘋果召開了2021年最後一次新品發布會,正式推出了AirPods 3、MacBook Pro 14、MacBook Pro 16等一系列新品。

蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

可以說,兩款不同尺寸的新款 MacBook Pro 是新產品中最令人擔憂的。畢竟,這一次我們升級了1600nit超亮XDR 120Hz屏幕,搭配mini LED背光,帶來全面改進的鍵盤結構,新增多項實用接口,並首次配備快充。時間和電池壽命幾乎實現。 它翻了一番。

當然,最重要的是,隨著新款 MacBook Pro 的發布,蘋果已經完全完成了其 MacBook 產品線的自研芯片更換流程。新款 MacBook Pro 中使用的兩款“大型”PC 芯片 M1 Pro 和 M1 Max,當然是此次發布會的最大亮點。

你知道M1 Pro和M1 Max有多強嗎?

自去年蘋果推出以來,關於“M1X”或“M2”的傳聞在10月19日的發布會前就已經流傳開來。

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蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

但沒想到的是,蘋果新的PC芯片雖然完全背離了之前的命名慣例,但採用了更接近其消費產品的風格。不僅如此,它們不僅僅是一個,而是一個“家族”,一共包含了兩種車型和五種不同的細分配置。

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蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

首先是放置一個“相對較低”的M1 Pro。它採用8大核+2小核的CPU設計,337億晶體管,320KB L1指令緩存,192KB L1數據緩存,提供高達28MB的超大設計。 二級緩存。此外,內存控制器規格為4通道LPDDR5-6400,總內存位寬256位,最大內存帶寬204.8 GB/s。同時,M1 Pro還集成了ProRes視頻處理加速單元、16核AI加速處理單元(算力11Tops)、最高16核GPU單元,浮點性能5.2TFlops。

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蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

此外,蘋果現在還推出了更高的 M1 Max。它的CPU部分與M1 Pro基本相同,8大2小10核設計,320KB+192KB一級緩存,28MB大二級緩存。不過相比M1 Pro,M1 Max的內存子系統、視頻處理加速單元、GPU單元的規格都翻了一番。即支持高達64GB的LPDDR5內存和高達409.6GB/s的帶寬、7個8K分辨率視頻流、極低功耗的視頻加速處理單元,以及其32核GPU的總計算能力。同時,我們達到了驚人的 10.4 TFlops。

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蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

這是一個什麼樣的概念? 用蘋果自己的話來說,這意味著 M1 Pro 或 M1 Max CPU 只能使用其 30% 的功耗,並達到與市場上 x86 架構 8 核筆記本電腦處理器相同的性能。 根據三易生活證實的數據,MacBook Pro 16 的 M1 Max 芯片的內存帶寬達到了目前頂級家用台式機處理器銳龍 Thread Tierer PRO 3995WX(8 通道 DDR4-3200 內存)的兩倍。

仔細看看蘋果的新 GPU 設計,訣竅並不復雜

當然,如果您想了解更多關於新 MacBook Pro 的配置信息和功能,我們建議您今天早點閱讀 Sanii Life 發布。

接下來我想談談目前其他媒體沒有分析到的:M1 Pro和M1 Max的GPU設計,以及背後的產品設計思路。

由於您的偏好,此內容可能不可用。

請在此處更新設置以顯示內容。

首先我們來看看M1 Pro和M1 Max的GPU性能數據。根據目前公開的信息,M1 Pro的16核GPU單精度浮點運算能力為5.2TFlops,整體SoC功耗約為65W,而M1 Max的32核GPU單精度浮點運算能力則為之翼功耗為10.4TFlops,SoC總功耗為100W。

以M1 Max為例,10.4TFlops GPU單精度浮點運算能力是什麼意思?這意味著其理論性能超過桌面版Geforce RTX2080S(10.14TFlops)、移動版Geforce RTX3080 Max-Q(9.585TFlops)或PS5集成Oberon GPU(10.28TFlops)的提升。

但是這裡有一個問題。 基於M1 Max和M1 Pro的功耗差異,不難斷定M1 Max的GPU功耗不超過70W(這還是一個額外的媒體引擎,實際上更低)。 三個對比對象的功耗分別達到了250W、80W和125W(PS5採用了180W的SoC設計,但CPU規格與桌面版65W Zen 2 APU基本一致)。

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蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

那麼,蘋果是如何實現比兩家老牌 GPU 製造商 A 和 N 更高性能、更低功耗的 GPU 設計的呢?要理解這一點,我們還需要理解兩件事。 首先,在蘋果的 M1 Pro 和 M1 Max 芯片中,每個 GPU“核心”實際上包含 64 個 ALU(算術邏輯單元),而 ALU 實際上是 PC 上常被稱為的 GPU“流處理器”。 GPU 運行在 1278MHz。 M1 Pro 也是如此。

一旦你理解了這一點,你就可以列出下表。

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蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

你明白嗎?是的,事實上,蘋果的專有芯片可以以極低的功耗提供旗艦級的性能。其實有兩個技巧。 一種是更積極地使用最先進的半導體製造工藝,以換取更高的晶體管密度和能效比。 二是採用“多核+低頻”的設計思路,​​使用更多的流處理器來保證性能。 在降低工作頻率的同時,確保更可控的功耗和發熱。

M1 Max 的設計優勢是傳統 PC 行業所不知道的。

請記住,這種“先進工藝+超多核+低工作頻率”的芯片設計理念對於整個PC行業來說並不是什麼新鮮事。那是因為長期以來各種專業顯卡和服務器CPU都是這樣做的。

& # X004f60; & # x004ee5; & # x0070ba; RTX3090S & # x005c31; & # x00662f; NV & # x007684; & # x0065d7; & # x008266; & # x00ff106; & # x00ff1060; & # x00ff105; & #x00ff106; ; & # x00662f; & # x004ed6; & # x005011; & # x00771f; & # x006b63; & # x00770b; & # x0091cd; & # x007684; & # x007522; & #1;c;
你認為RTX3090S是NV的旗艦嗎?事實上,A100是他們真正看重的產品

例如,與即將推出的 RTX 3090S 相比,NVIDIA 的 Tesla A100 計算卡的核心尺寸幾乎翻了一番(542 億個晶體管 vs. 283 億個晶體管),但由於製造工藝更加複雜(A100)。

英特爾 & # x004e26; & # x004e0d; & # x00662f; & # x006c92; & # x006709; 10nm & # x007684; & # x00684c; & # x009762; & # x009ad8; & #x009ad8; & #x00f; & #x00f; & #x00f; ; & # x004ed6; & # x005011; & # x0053ea; & # x00662f; & # x006c92; & # x006709; & # x0091dd; & # x005c0d; & # x005bb6; & # x00662f; & #x006c92; & # x00508; # x00800c; & # X005df2;
英特爾並非沒有用於 10nm 台式機的高性能 CPU,它只是不針對國內市場。

再舉個例子,大家都知道Intel的桌面旗艦CPU酷睿i9-11900K其實可以消耗200W以上,而且採用了14nm、8核、5.3GHz的設計,我就是。然而,很多人可能不知道,英特爾還有一款名為 Xeon W3375 的工作站 CPU。對於 10nm、38 個內核和 4GHz 來說,這是一個可怕的規格,但它的功耗僅略高於 11900K(270W)。

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蘋果M1 Max GPU解析:低功耗的秘訣並不復雜

這其實說明其他PC芯片廠商也明白,更先進的製程+多核+低頻設計更容易實現高能效。先進的製造工藝和超大的多核芯片本身,意味著製造成本遠高於“高頻小芯片”。因此,高頻、高發熱量、高功耗的“小芯片”將成為當今大多數私有PC芯片的主流。

在這個過程中,製造商一方面設法管理製造成本,另一方面實現了預期的性能提升。高功耗的問題最終會成為消費者的負擔,當然會在一定程度上被忽視。

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新聞來源: yahoo