苹果的M1芯片搁今天来看是什么水平?还能和主流处理器一战吗?

这个问题需要从几个不同的维度来评估,否则很容易失之偏颇。就像有人就喜欢看那个多核性能,那么M1这种四大核四小核才哪到哪啊!Intel、AMD随便找颗U都能完虐这规格!也有人只看GPU性能,在人均RTX

这个问题需要从几个不同的维度来评估,否则很容易失之偏颇。就像有人就喜欢看那个多核性能,那么M1这种四大核四小核才哪到哪啊!Intel、AMD随便找颗U都能完虐这规格!也有人只看GPU性能,在人均RTX 4090/5090的互联网上,M1那个集成显卡才什么水准啊!

苹果的M1芯片搁今天来看是什么水平?还能和主流处理器一战吗?

而如果你愿意静下心来,综合评估一下M1芯片,那么确实会有不少惊喜。总体来看,M1至今依然是有胜有负,而且是胜多负少!

我们在评估M1的时候需要记住一个大前提,M1已经是2020年发布的芯片了,到今天已经四年多过去了。M1当初的对手还是酷睿10代呢!而如今酷睿已经有了11/12/13/14代以及全新的SoC化的Ultra处理器了。

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当然,Windows笔记本CPU这边还有AMD处理器和高通的X Elite处理器,不过不在本回答讨论范围之内。对于X Elite和AMD处理器感兴趣,可以参考这两篇评测。

这里仅仅讨论主流的Windows笔记本处理器,也就是Intel的Ultra系列处理器,甚至是AMD的Ryzen AI 9系列。是的,你没看错,就是拿M1和最新的Intel Ultra处理器对标,看看Windows笔记本的处理器究竟到了什么级别。

在聊正题之前需要先强调一句,M1可不是简单的CPU处理器,而是一个完整的SoC,也就是包括了CPU、GPU、NPU、Display Engine、Thunderbolt Controller等一系列模块,甚至内存都被封装到了芯片边上。而这个集成度,其实是不要用Windows笔记本复杂主板无法比拟的。

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无风扇的轻薄本

我看很多人总是会本能的认为MacBook Air没有风扇,那么就意味着散热差,进而自然而然推倒出MacBook Air芯片再强,实际性能释放也不行的结论。

可是现实情况真的是这样吗?

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我拿手头两颗M2芯片简单做个测试,你猜MacBook Air M2和Mac mini M2的性能差距能有多大?

20%?还是10%?

实际上都不是!

咱拿Cinebench 2024作为测试基准来比较,这玩意刚好可以同时测试CPU单核、CPU多核以及GPU性能!各项跑分均为十分钟压力测试,基本可以避免散热差异带来的影响。日常一般性的使用,应该没有什么场景需要处理器满功耗运行10分钟吧!

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这是Mac mini M2的跑分。

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这里加上关于本机一起截图,避免张冠李戴!CPU单核心跑分124分,CPU多核心跑分603分,GPU跑分为1828分。

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这是MacBook Air M2的跑分。

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也加上关于本机一起截图,同样避免张冠李戴!CPU单核心跑分121分,CPU多核心跑分574分,GPU跑分为1878分。

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是不是很有意思呢?差别微乎其微。简单来说,Mac mini M2 CPU单核强了2.5%,CPU多核强了5.1%。GPU呢?居然是MacBook Air M2强了2.7%!

而以上这些数据差异,不仅日常使用完全感知不到,甚至是多跑几次就会发现,这个性能表现基本就在误差范围以内。说人话就是,性能基本就是零差别。

实际上,你真正用过如今Apple Silicon M系列芯片的Mac就会知道,即便产品本身有风扇,但是几乎所有使用场景下,设备温热都难,更不用说让风扇真正转起来了。

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所以吧?再结合Mac mini这边最高也就到M2 Pro,压根儿就不会到疯狂发热的情况,性能差距自然就很难和MacBook拉开了啊!

Apple Silicon M系列芯片最最不同的地方就在于,它其实是在很低的功耗下就输出了非常高的性能了。

M系列芯片转译运行性能折损

以最入门的Mac mini M2为例,看看这个3000出头的苹果电脑能有怎样的表现。这是macOS下直接运行Cinebench 2024测试的成绩,单核122,多核600。

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这是在macOS下运行Windows 11,然后在Windows 11上运行ARM原生的Cinebench 2024的成绩,单核101,多核488,差不多单核缩水17%,多核缩水18%。换句话说,差不多就是M2跑出了M1的水平!

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CPU性能对比

先直接看Cinebench 2024的CPU单核和多核测试。注意笔记本端的功耗哈,否则直接把Ultra 9 185H用到手机平板上得了!再就是,我这里已经是拿2020年的M1对比2024年的处理器了!

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咋一看,M1这多核性能才509啊!可比Ultra 5 125H这么个入门级标压的CPU弱了不少啊!125H足足强了67%!

没错,多核性能对比确实是这样的。从规格上讲,M1是4P + 4E的8核心CPU,而Ultra 5 125H其实已经是4P + 8E + 2LPE的14核心CPU了。细想一下,你日常使用的软件,能够用到几颗核心呢?而且需要提醒一句,这个Ultra 5的多核性能是65W+的功耗下跑出来的,机身温度就不用说了,风扇也已经疯狂转动了!

而M1呢?实际上最高只跑到了15W功耗!而限制Ultra 5 125H在15W功耗,那就只能跑出M1一半多点的性能了。而要想跑到M1的多核性能,Ultra 5 125H得给到30W左右的功耗才行。

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其实其它x86处理器基本也是一样的逻辑,即便是放在笔记本上,那个超高的性能也是动辄80W的功耗下输出的。

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M1的这颗CPU最最给力的,其实是苹果一直以来都少有对手的单核性能啊!哪怕是对标三年后的Ultra 5 125H,单核依然有着10%的优势。而最新的M4,单核性能其实已经近乎翻倍了!

这里多说一句,其实换成Ultra 7和Ultra 9,本质上也仅仅是用更大的功耗换来更高的多核性能,单核性能都不敌M1哈!基本也都是用着M1两倍的功耗跑着一样的性能。

GPU性能对比

Ultra系列处理器很大的一个特点就是,相较于酷睿13代,CPU性能几乎零提升,而GPU性能则直接有着翻倍的性能提升。

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这主要得益于台积电的N5工艺,以及全新的Xe LPG架构。这实际上就是Intel独立显卡那个Xe HPG阉割XMX单元而来的!

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又得回头说了,M1发布的时候,那是业界妥妥的最强核显。M1 GPU相较于同期产品完全是吊打的水平,而相较于最新的Ultra处理器,确实已经不过了。

当然啦?最容易理解的方式依然是跑分直接对比。

这里选择3DMARK最新的Steel Nomad Light测试,可以进行比较好的跨平台对比。

很明显,在Steel Nomad Light测试下,2020年的M1对标英特尔2023年的i5-13500H,那基本上算是有着翻倍的性能。但是对标如今的Ultra系列处理器,M1就只有Ultra系列处理器GPU的65%的性能了。不过还是需要提醒一句,M1这个时候的功耗其实只有Ultra的1/4甚至1/5哈!

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这里也给一下Wild Life Extreme和Solar Bay的测试,对标的是几款独立显卡。Ultra 5 125H的Wild Life Extreme在5000分左右,Solar Bay则在11000分左右。

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NPU算力对比

M1是最早把NPU单元集成在芯片内部的电脑处理器,英特尔直到Ultra系列处理器才第一次内置了NPU单元,算力在11 TOPS左右。而M1实际上早就是11 TOPS的算力了,最新的M4更是达到了38TOPS。

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所以要说NPU啥时候超越M1,那应该就是下一代了吧!

实际上,苹果这边NPU真正的优势在于,苹果设备早就有一堆好用实用的AI功能了啊!开源社区更是超级偏爱苹果的设备,统一内存加上超大显存,本来就是非常大的优势哇!

芯片能效

其实前面聊性能的时候多少已经见识到,M1不仅有着剽悍的性能,更可怕的是它那个超低的功耗。基本都是用着同类产品一半甚至三分之一的功耗,就能达到极致性能。

这里给个比较直观的参考,下图中Apple Silicon M系列芯片的功耗标定都比较高,实际Cinebench 2024达不到那么高。很明显,Ultra 5 125H在28W功耗以内的时候,多核性格也就M1的水平。后面基本是用着翻倍还多的功耗换来了57%的峰值性能提升,典型的追求多核峰值性能大法。

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再分享几张图。

这是M2芯片利用Cinebench 2024跑CPU单核渲染时能看到的比较高的功耗,5W左右。

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Cinebench 2024跑CPU多核渲染时能看到的比较高的功耗,14W左右。

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Cinebench 2024跑GPU渲染时能看到的比较高的功耗,7W左右。

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M1的CPU峰值性能输出时,功耗其实只有15W左右。而M1的GPU峰值性能输出时,功耗甚至只有13W左右。M1当年发布的时候,在移动端轻薄本领域,那就是一副秒天秒地的架势。对标同期竞品,10W功耗输出竞品2倍性能,而达到竞品峰值性能,功耗仅仅是竞品的1/4功耗。

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在M1之前,每年CPU的能效提升都微乎其微,基本都是在以能耗提升换性能提升,而M1一下子带来了3倍能效提升,可谓是降维打击。

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这玩意当时就是地表能效最强的CPU。

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因为在iGPU领域,M1相较于同期产品已经是吊打的水平了!

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10W下的GPU性能输出是同期最新笔记本集显性能的2倍。

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而达到同期最新笔记本集显峰值性能的功耗仅仅只有1/3。

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体现在产品上,那就是搭载M1的笔记本有着同类产品3倍左右的续航能力。

我拿着MacBook Air出去用,出门电量80%。连着iPhone的蜂窝网使用,用了三个小时电量还剩50%。也就是说,以我常规的使用强度来说,MacBook Air保底能有10个小时续航。关健是我使用MacBook Air一直都是500尼特亮度拉满,一堆经常用的app也都不关的呀!

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简单用PowerMetric等工具监控过功耗,待机状态下MacBook可以做到0.02W功耗,差不多只有其它笔记本的1%~2%。是的,基本就是低了两个数量级。

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Word这类码字场景和常规上网,功耗只有i7、R7的五分之一,B站看视频近乎只有十分之一。

无敌的芯片IPC

芯片所谓的IPC可以简单理解为每一个时钟周期内,处理器可以执行的指令数量,也就是Instructions Per Cycle/Clock,或者也可以简单理解为单位时钟内能做多少事情。

比如英特尔这边的i9-14900KS,主频都已经6.2GHz了,而M1才3.2GHz,如果大家IPC相同,那么二者单核性能差异就是主频的差异,也就是前者单核能有后者2倍左右的性能。

IPC体现的是一个芯片设计厂商绝对的芯片设计能力,IPC高的处理器一般有这么几个特点:缓存够大,主要是L2/L3/SLC等,专门设计用于整数、浮点和内存操作的执行引擎,超高水平的分枝预测能力,指令加载和存储的高效设计,前端指令预取和指令解码器宽度更大,重排序缓冲区设计优秀等。

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IPC比较起来也很简单,只要在相同的测试基准下,直接用性能除以主频就可以了。比如粗略估计可以利用Cinebench 2024单核成绩,在Cinebench 2024测试下,Ultra 5 125H单核101分,主频4.5GHz,而M1单核是112分,主频是3.2GHz。Ultra 5 125H的IPC为22.4,而M1为35。M1的IPC比Ultra 5 125H高了56%!

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而更准确一点,可以用业界公认的SPEC2017来测算。Ultra 5 125H的P核心整数能跑到7.60,主频是4.5GHz,那么IPC就是7.60/4.5 = 1.69。而浮点能跑到12.22,主频同样是4.5GHz,那么IPC就是12.22/4.5 = 2.72。

而同样是SPEC2017,M1的主频是3.20GHz,整数跑分7.48,浮点跑分11.53,也就是说,M1的整数运算IPC为2.34,浮点运算IPC为3.60。

相较于Ultra 5 125H,M1的整数IPC高了38.5%,浮点IPC则高了32.4%。相对于每年个位数百分点都不容易的IPC增长来说,Ultra系列甚至就是零提升,你觉得这个差距还需要多久能追上呢?

很明显,无论怎么算,M1的IPC搁今天来看依然是无敌的状态。

不过这里需要强调一句,高性能情况下的高IPC才真正更有价值。否则搞个频率1.6GHz,绝对性能只有M1的一半,那么即便有着媲美M1的IPC,也没什么价值。

迭代速度

当年M1发布的时候,很多人各种悲观情绪,什么ARM生态问题,什么ARM架构主频做不上去单核性能孱弱,什么ARM架构拉高性能以后能效一样得崩溃,诸如此类。

这是如今M4芯片Cinebench 2024的成绩。

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这是M4芯片Geekbench 6的成绩。

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我的想法则完全不一样,我看到的是M1面世就有着极高的水平,最强能效的CPU,最快的CPU核心,最高性能的集成显卡。而持悲观态度的人,一方面高估了X86的迭代速度,另一方面则总是拿着桌面级24核心的CPU处理器和M1比绝对性能,拿着RTX 4090、RTX 6000 Ada独显和M1比显卡性能。

实际上,正是这种想法禁锢了很多人。

苹果之所以要费那么大劲从X86架构转向ARM64,不就是看到了X86这边性能提升缓慢吗?哪怕是到了今天,Ultra 5和13代i5的CPU性能又有什么不同呢?

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更要命的是,X86这边的能效根本无法满足苹果的需求。像MacBook Air M1/M2/M3/M4这种无风扇设计的高性能轻薄笔记本,是不是很难想象呢?要知道,至今Windows这边的轻薄本,除了搭载高通X Elite的笔记本以外,其实即便没有什么负载,风扇也一直在转动,键盘顶部和屏幕那也是温热的状态,而MacBook Air却可以冰冰凉!

简单看看苹果这边的迭代速度,从2020年11月发布M1至今,苹果已经迭代到N3E工艺的M4芯片了。可以先直观感受一下Apple Silicon M系列芯片CPU单核多核以及GPU性能的进步。

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这是M1/M2/M3能效核心的提升,M4的能效核心相较于M3提升在10%左右。

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这是M1/M2/M3性能核心的变化,M4的性能核心相较于M3提升25%左右。

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这是M1/M2/M3神经网络引擎NPU的算力变化,M4的NPU相较于M3提升了111%,也就是翻倍还多。

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以上这种持续提升在Apple Silicon M系列芯片问世以前,在PC市场里面其实是很难看到的!

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当然,M1还有很多特性依然是没有对手的存在,比如统一内存架构,Intel这边得等到Lunar Lake处理器才首次用上,结果晚了几年性能也就M2的水平。

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再比如高效的ZRAM和SWAP,macOS至今依然可以搭载在8GB内存起步的硬件上,而且还能够支持18GB+的内存数据处理,换Windows这边的处理器还真就是很难做到。

还有很多这类独有的优势,有兴趣参考下面这篇硬核解读吧!

我是 @红叶绮罗香 ,对于芯片、数码产品感兴趣,不妨点赞关注哈!

高性价比Mac推荐

最后推荐几款非常值得入手的MacBook,目前降价非常给力,以下链接基本都能立减一两千元。尤其是MacBook Air M1,目前5000多元就能买到了。

MacBook Air M1/M2/M3:

MacBook Pro M4 16GB + 512GB版本。

MacBook Pro M4 Pro 24GB + 512GB版本。

MacBook Pro M4 Max 36GB + 1TB版本。

而对于16英寸版本来说,则是这么几款。

MacBook Pro M4 Pro 24GB +512GB。

MacBook Pro M4 Max(14CPU + 32GPU) 36GB + 1TB版本,或者MacBook Pro M4 Max(16CPU + 40GPU) 48GB + 1TB版本。

Mac mini:

iMac:

这里多说一句,其实任何促销优惠,都比不上一个理性、合适的选择。

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