Apple M2芯片将亮(liàng)相(xiàng)：SOM的勝利
Apple M1 的發布風靡全球，從那時起，它證明(míng)了基于 ARM 內(nèi)核的定制(zhì)矽可以與主流 CPU 技術競争。是什麼讓 Apple M1 如此獨特，SoM 和 SoC 有什麼優勢，為什麼 Apple M2 的傳聞證明(míng)了 SoM 設計(jì)的成功？
來源:半導體(tǐ)行業(yè)觀察
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作者:sophie
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發布時間: 2022-03-07
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Apple M1 本質上是一(yī)個(gè)安裝在系統級模塊 (SoM) 上的片上系統 (SoC)，該模塊采用完全定制(zhì)的架構，專門用于運行包括 macOS 在內(nèi)的 Apple 産品。M1 的核心是 8 個(gè) ARM 內(nèi)核，其中(zhōng)四個(gè)專用于高性能，另外四個(gè)專用于高效率。SoC 中(zhōng)還集成了一(yī)個(gè)具有八核和多級緩存的 GPU。該 SoC 安裝在集成系統內(nèi)存的闆上，具有 8GB 或 16GB 選項，這些(xiē)選項不(bù)可升級。然後将整個(gè)設備封裝在散熱(rè)器中(zhōng)，闆下(xià)側的連接器允許安裝在設備中(zhōng)。出于這個(gè)原因，Apple M1 與其說(shuō)是 SoC，不(bù)如說(shuō)是一(yī)個(gè) SoM，因為它将多個(gè)矽器件(jiàn)組合成一(yī)個(gè)模塊，然後在外部電路中(zhōng)使用。SoC 和 SoM 是新興技術，但它們并不(bù)“新”。Raspberry Pi 是向世界介紹 SoC 的衆多優勢的産品的一(yī)個(gè)很(hěn)好的例子。為 Raspberry Pi 供電的 Broadcom 芯片将 CPU、MMU、GPU 和 I/O 控制(zhì)器集成在一(yī)個(gè)封裝中(zhōng)。這意味著(zhe)整個(gè)計(jì)算系統可以集成到單個(gè)信用卡大小的 PCB 中(zhōng)。SoC 也(yě)大量用于物聯網設計(jì)，ESP32 就(jiù)是一(yī)個(gè)很(hěn)好的例子；它将 CPU、內(nèi)存和無線電控制(zhì)器集成在一(yī)個(gè)封裝中(zhōng)。那麼為什麼 M1 如此具有開(kāi)創性呢(ne)？在 M1 之前，隻有平闆電腦和智能手機等移動個(gè)人(rén)計(jì)算設備使用 ARM 內(nèi)核。主流計(jì)算設備（PC 和筆記本電腦）使用 x86/x64 架構，隻有筆記本電腦設備使用主流 CPU 的移動版本。這些(xiē) CPU 基本上來自(zì)以下(xià)兩家公司之一(yī)：英特爾或 AMD。衆所周知，英特爾和AMD在移動行業(yè)有些(xiē)欠缺，擁有強大的移動處理器往往意味著(zhe)高能耗意味著(zhe)電池壽命縮短。ARM 內(nèi)核提供的節能效果是它們一(yī)直是移動設備中(zhōng)關鍵參與者的原因。但Apple M1 改變了這一(yī)切，因為它在設計(jì)時考慮了移動和桌面處理。使用多個(gè)內(nèi)核，每個(gè)內(nèi)核都(dōu)專用于高性能或高效率，允許系統在優化(huà)(huà)性能的同時節省功耗。這種效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)優于簡單地(dì)(dì)降低(dī) CPU 時鐘(zhōng)或限制(zhì)內(nèi)存，因為高性能內(nèi)核将其矽空間專用于高性能，而高效內(nèi)核将其矽空間專用于高效。這意味著(zhe)在需要效率的時候，唯一(yī)專用于該任務的硬件(jiàn)正在運行。經驗結果表明(míng)，Apple M1 在最大負載下(xià)運行時消耗 39 瓦和 7 瓦，考慮到使用英特爾處理器的等效系統在空閑時消耗 20 瓦，在負載下(xià)消耗 122 瓦。M1 的成果有效地(dì)(dì)将蘋果産品的電池壽命延長(cháng)了一(yī)倍。
