Apple M2芯片将亮(liàng)相：SOM的勝利
Apple M1 的發布風(fēng)靡全球，從(cóng)那時(shí)起，它證明(míng)了(le)基于 ARM 内核的定制矽可以與主流 CPU 技術競争。是什(shén)麽讓 Apple M1 如此獨特，SoM 和(hé) SoC 有什(shén)麽優勢，爲什(shén)麽 Apple M2 的傳聞證明(míng)了(le) SoM 設計(jì)的成功？
來(lái)源:半導體行業觀察
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作(zuò)者:sophie
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發布時(shí)間: 2022-03-07
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是什(shén)麽讓 Apple M1 與衆不同？
Apple M1 本質上(shàng)是一個安裝在系統級模塊 (SoM) 上(shàng)的片上(shàng)系統 (SoC)，該模塊采用(yòng)完全定制的架構，專門(mén)用(yòng)于運行包括 macOS 在内的 Apple 産品。M1 的核心是 8 個 ARM 内核，其中四個專用(yòng)于高(gāo)性能(néng)，另外(wài)四個專用(yòng)于高(gāo)效率。SoC 中還集成了(le)一個具有八核和(hé)多級緩存的 GPU。該 SoC 安裝在集成系統内存的闆上(shàng)，具有 8GB 或 16GB 選項，這(zhè)些(xiē)選項不可升級。然後将整個設備封裝在散熱器中，闆下(xià)側的連接器允許安裝在設備中。出于這(zhè)個原因，Apple M1 與其說是 SoC，不如說是一個 SoM，因爲它将多個矽器件組合成一個模塊，然後在外(wài)部電路中使用(yòng)。SoC 和(hé) SoM 是新興技術，但(dàn)它們并不“新”。Raspberry Pi 是向世界介紹 SoC 的衆多優勢的産品的一個很(hěn)好(hǎo)的例子。爲 Raspberry Pi 供電的 Broadcom 芯片将 CPU、MMU、GPU 和(hé) I/O 控制器集成在一個封裝中。這(zhè)意味着整個計(jì)算(suàn)系統可以集成到(dào)單個信用(yòng)卡大(dà)小(xiǎo)的 PCB 中。SoC 也(yě)大(dà)量用(yòng)于物聯網設計(jì)，ESP32 就是一個很(hěn)好(hǎo)的例子；它将 CPU、内存和(hé)無線電控制器集成在一個封裝中。那麽爲什(shén)麽 M1 如此具有開(kāi)創性呢(ne)？在 M1 之前，隻有平闆電腦(nǎo)和(hé)智能(néng)手機等移動個人計(jì)算(suàn)設備使用(yòng) ARM 内核。主流計(jì)算(suàn)設備（PC 和(hé)筆(bǐ)記本電腦(nǎo)）使用(yòng) x86/x64 架構，隻有筆(bǐ)記本電腦(nǎo)設備使用(yòng)主流 CPU 的移動版本。這(zhè)些(xiē) CPU 基本上(shàng)來(lái)自(zì)以下(xià)兩家公司之一：英特爾或 AMD。衆所周知(zhī)，英特爾和(hé)AMD在移動行業有些(xiē)欠缺，擁有強大(dà)的移動處理(lǐ)器往往意味着高(gāo)能(néng)耗意味着電池壽命縮短。ARM 内核提供的節能(néng)效果是它們一直是移動設備中關鍵參與者的原因。但(dàn)Apple M1 改變了(le)這(zhè)一切，因爲它在設計(jì)時(shí)考慮了(le)移動和(hé)桌面處理(lǐ)。使用(yòng)多個内核，每個内核都專用(yòng)于高(gāo)性能(néng)或高(gāo)效率，允許系統在優化性能(néng)的同時(shí)節省功耗。這(zhè)種效率遠遠優于簡單地降低(dī) CPU 時(shí)鐘(zhōng)或限制内存，因爲高(gāo)性能(néng)内核将其矽空(kōng)間專用(yòng)于高(gāo)性能(néng)，而高(gāo)效内核将其矽空(kōng)間專用(yòng)于高(gāo)效。這(zhè)意味着在需要效率的時(shí)候，唯一專用(yòng)于該任務的硬件正在運行。經驗結果表明(míng)，Apple M1 在最大(dà)負載下(xià)運行時(shí)消耗 39 瓦和(hé) 7 瓦，考慮到(dào)使用(yòng)英特爾處理(lǐ)器的等效系統在空(kōng)閑時(shí)消耗 20 瓦，在負載下(xià)消耗 122 瓦。M1 的成果有效地将蘋果産品的電池壽命延長了(le)一倍。
