从X86切换到arm,深入分析苹果笔记本的 M1 芯片到多强
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发布时间：2022-08-28 13:16
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时间：2024-10-06 11:11
苹果发布了首款针对PC平台设计的自研arm架构芯片Apple M1，并将这款芯片用在了 新一代的入门级笔记本MacBookAir、新款高端笔记本MacBook Pro、新款迷你版台式机Mac Mini上，用以取代 英特尔处理器，官方还宣称其将比英特尔十代酷睿IceLake性能提升接近3倍。这款M1芯片真的这么强吗？他跟原来的英特尔芯片有什么不同？
在说这个问题之前，我们先来看一张iFixit 对MBP的拆解图，如下所示：
M1做的事情首先把这些打包到一起了，CPU、GPU，Neural Engine（原来没有）以及其它的IP单元，比如HDR video 处理器，HDR imaging 处理器，USB控制器等通过Fabric总线与DRAM和连接。与传统的Intel/AMD的处理器相比，M1是一个真正的SoC芯片。
M1与内存封装在一起，优点就是速度更快，缺点是没法扩展，考虑到目前的产品16GB可能还够用，但是如果要用在更要求性能的机器上应该很多人不够用。同样的道理SoC集成了很多的IP核，在做相应的处理运算的时候会很高效，比传统的CPU/GPU处理可能高几十倍，我想M1做一些视频处理也会很高效，但是这种asic固化的方式也是写死的，有新的框架之类的效率可能会降低。
下面结合Anandtech的描述具体说一说这颗芯片到底如何。
基于A14 Firestorm的分析，两者应该是一样的，跟其它微处理器的最大的区别是苹果这个是8-wide 的解码器设计，AMD/Intel的解码器设计都是4-wide，好处就是更快。（这里我简单解释一下，因为X86是CISC指令集，指令的长度是不固定的，这个解码器设计增加宽度比arm这种固定长度的RISC指令集难很多。
630 ROB太恐怖了，Anandtech也好奇苹果怎么实现的，总之就是NB，（ROB这里简单解释下，全称ReOrder Buffer，从名字来看就知道是个缓冲器，主要是处理乱序与分支执行用到，指令执行完放到ROB中，等相应指令得到commit之后绝对怎么执行，如果猜对了就写入寄存器如果错了就清空）
354 entries 物理寄存器，结合前面的630 ROB，高并行执行，这个很恐怖，
重命名寄存器，这又是乱序执行中比较重要的寄存器，384 entries 也是巨大的。
还跑了SPEC2006, 63分，4.4W功耗，反正总之就是吊起来打。。。
至于吊打Intel处理器这种也不要太相信苹果，因为这都不知道在什么情况下做的对比，对比条件也没说，这种图最没价值
从X86切换到arm,深入分析苹果笔记本的 M1 芯片到多强
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