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深入苹果芯片发展历程:从天梯图看性能升级与架构创新

苹果芯片的发展,就像一场精心策划的马拉松,而不是短跑冲刺,要看清它的全貌,一个非常直观的方法就是借助爱好者社区制作的“苹果芯片天梯图”,这些图表将不同年代的苹果芯片按性能高低排列,让我们一眼就能看出它们的进化速度。(来源:基于极客湾Geekbench等跑分数据制作的历代苹果芯片性能天梯图)

故事要从iPhone 4说起,2010年,苹果在iPhone 4上搭载了首款自研芯片A4,这其实是一个起点,它向世界宣告苹果要自己掌握核心科技,随后的A5、A6芯片,性能稳步提升,但真正的飞跃是2013年的A7芯片,苹果称其为“全球首款64位智能手机芯片”,这一下子把整个手机行业都甩在了身后,让竞争对手措手不及。(来源:苹果2013年A7芯片发布会)

从天梯图上看,A7是一个明显的陡坡,之后,苹果保持着“一年一更新”的节奏,A8到A11芯片每一代都有可观的性能增长,A11 Bionic首次引入了“性能核心”和“能效核心”的概念,就像一个大团队里有了专门干重活的猛将和负责日常事务的巧匠,分工协作,既保证了性能又省电。(来源:苹果芯片架构白皮书)

深入苹果芯片发展历程:从天梯图看性能升级与架构创新

真正的分水岭是2020年,这一年,苹果为iPad Pro推出了A12Z芯片,但更重要的是,它宣布Mac电脑将放弃使用多年的英特尔处理器,转向自研的苹果芯片,承载这一历史使命的,就是M1芯片。

M1的出现,在天梯图上简直像一次“火箭发射”,它基于A14芯片的架构,但为电脑设计了更强大的性能核心、更多的图形处理核心和统一内存架构,结果就是,首款M1 MacBook Air的性能轻松超越了当时许多搭载英特尔芯片的高端笔记本,而且续航长得惊人。(来源:苹果2020年M1芯片发布会及同期媒体评测数据对比)

深入苹果芯片发展历程:从天梯图看性能升级与架构创新

M1的成功,证明了苹果架构的巨大潜力,此后,苹果迅速铺开产品线,推出了性能更强的M1 Pro、M1 Max,以及堪称“性能怪兽”的M1 Ultra,M1 Ultra通过一个特殊的互联模块,将两颗M1 Max芯片“粘”在一起,实现了性能的翻倍,这在天梯图上是一个前所未有的高点。(来源:苹果介绍M1 Ultra芯片使用的UltraFusion封装架构)

接下来的M2系列,可以看作是M1的优化和增强版,工艺更先进,性能更强,能效更好,天梯图上,M2系列整体位于M1系列之上,延续了稳步升级的路径。

但苹果的野心不止于此,2023年推出的M3系列,首次为电脑芯片带来了3纳米制程技术,这使得M3系列在保持高性能的同时,能效比再次大幅提升,更重要的是,M3 Max的芯片规模(晶体管数量)达到了惊人的水平,其单核和多核性能在天梯图上已经逼近甚至超越了自家的顶级桌面芯片M1 Ultra,这标志着苹果用更少的芯片实现了更强的性能,架构设计能力再上新台阶。(来源:苹果M3系列芯片技术规格及与前期产品的性能对比)

纵观天梯图,我们能清晰地看到两条主线:一是性能的指数级增长,从移动端A系列到桌面端M系列,性能天花板被不断打破;二是架构的持续创新,从64位到大小核,从统一内存到芯片互联技术,每一步都让芯片更智能、更高效,苹果通过自研芯片,彻底打通了iPhone、iPad和Mac的生态,让所有设备能在同一套架构下协同工作,这才是其芯片战略最深远的意义。