蘋果釋出了首款針對PC平臺設計的自研arm架構晶片Apple M1，並將這款晶片用在了新一代的入門級筆記本MacBookAir、新款高階筆記本MacBook Pro、新款迷你版桌上型電腦Mac Mini上，用以取代英特爾處理器，官方還宣稱其將比英特爾十代酷睿IceLake效能提升接近3倍。這款M1晶片真的這麼強嗎？他跟原來的英特爾晶片有什麼不同？

在說這個問題之前，我們先來看一張iFixit 對MBP的拆解圖，如下所示：

紅色：Intel酷睿i7-9750H 處理器橙色：16顆 美光 MT40A1G8SA-075 8 Gb DDR4 SDRAM（一共16 GB）黃色：AMD Radeon Pro 5300顯示卡綠色：4顆 三星 K4Z80325BC-HC14 8 Gb GDDR6 RAM（4GB視訊記憶體）藍色：蘋果 T2 APL1027 339S00536協處理器紫色：Intel JHL7540雷靂3控制器

M1做的事情首先把這些打包到一起了，CPU、GPU，Neural Engine（原來沒有）以及其它的IP單元，比如HDR video 處理器，HDR imaging 處理器，USB控制器等通過Fabric匯流排與DRAM和連線。與傳統的Intel/AMD的處理器相比，M1是一個真正的SoC晶片。

M1與記憶體封裝在一起，優點就是速度更快，缺點是沒法擴充套件，考慮到目前的產品16GB可能還夠用，但是如果要用在更要求效能的機器上應該很多人不夠用。同樣的道理SoC集成了很多的IP核，在做相應的處理運算的時候會很高效，比傳統的CPU/GPU處理可能高几十倍，我想M1做一些視訊處理也會很高效，但是這種asic固化的方式也是寫死的，有新的框架之類的效率可能會降低。

下面結合Anandtech的描述具體說一說這顆晶片到底如何。

跟以往的intel處理器相比這是真正的SoC，理論上會有更高的TDPs4個大核心（4 Firestorm Perf Cores）+4個小核（4 IceStorm Efficiency Cores） +8 Core GPUFirestorm 的L2 cache從A14的8M升級到了12M，畢竟核心也從雙核變四核了幾個IP間有共享的系統快取（SLC Cache）160億電晶體，Anandtech估計120mm²，比之前Intel處理器的面積小的多

基於A14 Firestorm的分析，兩者應該是一樣的，跟其它微處理器的最大的區別是蘋果這個是8-wide 的解碼器設計，AMD/Intel的解碼器設計都是4-wide，好處就是更快。（這裡我簡單解釋一下，因為X86是CISC指令集，指令的長度是不固定的，這個解碼器設計增加寬度比arm這種固定長度的RISC指令集難很多。

A +-630 deep ROB is an immensely huge out-of-order window for Apple’s new core, as it vastly outclasses any other design in the industry. Intel’s Sunny Cove and Willow Cove cores are the second-most “deep” OOO designs out there with a 352 ROB structure, while AMD’s newest Zen3 core makes due with 256 entries, and recent Arm designs such as the Cortex-X1 feature a 224 structure.

630 ROB太恐怖了，Anandtech也好奇蘋果怎麼實現的，總之就是NB，（ROB這裡簡單解釋下，全稱ReOrder Buffer，從名字來看就知道是個緩衝器，主要是處理亂序與分支執行用到，指令執行完放到ROB中，等相應指令得到commit之後絕對怎麼執行，如果猜對了就寫入暫存器如果錯了就清空）

On the Integer side, whose in-flight instructions and renaming physical register file capacity we estimate at around 354 entries, we find at least 7 execution ports for actual arithmetic operations.

354 entries 物理暫存器，結合前面的630 ROB，高並行執行，這個很恐怖，

The FP rename registers here seem to land at 384 entries, which is again comparatively massive. The four 128-bit NEON pipelines thus on paper match the current throughput capabilities of desktop cores from AMD and Intel, albeit with smaller vectors. Floating-point operations throughput here is 1:1 with the pipeline count, meaning Firestorm can do 4 FADDs and 4 FMULs per cycle with respectively 3 and 4 cycles latency.

重新命名暫存器，這又是亂序執行中比較重要的暫存器，384 entries 也是巨大的。

還跑了SPEC2006, 63分，4.4W功耗，反正總之就是吊起來打。。。

至於吊打Intel處理器這種也不要太相信蘋果，因為這都不知道在什麼情況下做的對比，對比條件也沒說，這種圖最沒價值