Apple M2芯片将亮(liàng)相：SOM的(de)勝利
Apple M1 的(de)發布風靡全球，從那時起，它證明了基于 ARM 內(nèi)核的(de)定制矽可(kě)以與主流 CPU 技術競争。是什麽讓 Apple M1 如(rú)此獨特，SoM 和(hé) SoC 有什麽優勢，為(wèi)什麽 Apple M2 的(de)傳聞證明了 SoM 設計的(de)成功？
來源:半導體行業觀察
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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)個安裝在系統級模塊 (SoM) 上的(de)片上系統 (SoC)，該模塊采用完全定制的(de)架構，專門用于運行包括 macOS 在內(nèi)的(de) Apple 産品。M1 的(de)核心是 8 個 ARM 內(nèi)核，其中四個專用于高(gāo)性能，另外四個專用于高(gāo)效率。SoC 中還集成了一(yī)個具有八核和(hé)多級緩存的(de) GPU。該 SoC 安裝在集成系統內(nèi)存的(de)闆上，具有 8GB 或 16GB 選項，這些選項不可(kě)升級。然後将整個設備封裝在散熱器中，闆下側的(de)連接器允許安裝在設備中。出于這個原因，Apple M1 與其說是 SoC，不如(rú)說是一(yī)個 SoM，因為(wèi)它将多個矽器件組合成一(yī)個模塊，然後在外部電路中使用。SoC 和(hé) SoM 是新興技術，但它們并不“新”。Raspberry Pi 是向世界介紹 SoC 的(de)衆多優勢的(de)産品的(de)一(yī)個很好的(de)例子(zǐ)。為(wèi) Raspberry Pi 供電的(de) Broadcom 芯片将 CPU、MMU、GPU 和(hé) I/O 控制器集成在一(yī)個封裝中。這意味着整個計算系統可(kě)以集成到單個信用卡大小的(de) PCB 中。SoC 也大量用于物聯網設計，ESP32 就是一(yī)個很好的(de)例子(zǐ)；它将 CPU、內(nèi)存和(hé)無線電控制器集成在一(yī)個封裝中。那麽為(wèi)什麽 M1 如(rú)此具有開創性呢(ne)？在 M1 之前，隻有平闆電腦和(hé)智能手機等移動個人計算設備使用 ARM 內(nèi)核。主流計算設備（PC 和(hé)筆(bǐ)記本電腦）使用 x86/x64 架構，隻有筆(bǐ)記本電腦設備使用主流 CPU 的(de)移動版本。這些 CPU 基本上來自(zì)以下兩家公司之一(yī)：英特爾或 AMD。衆所周知，英特爾和(hé)AMD在移動行業有些欠缺，擁有強大的(de)移動處理(lǐ)器往往意味着高(gāo)能耗意味着電池壽命縮短(duǎn)。ARM 內(nèi)核提供的(de)節能效果是它們一(yī)直是移動設備中關鍵參與者的(de)原因。但Apple M1 改變了這一(yī)切，因為(wèi)它在設計時考慮了移動和(hé)桌面處理(lǐ)。使用多個內(nèi)核，每個內(nèi)核都專用于高(gāo)性能或高(gāo)效率，允許系統在優化性能的(de)同時節省功耗。這種效率遠遠優于簡單地(dì)降低(dī) CPU 時鍾或限制內(nèi)存，因為(wèi)高(gāo)性能內(nèi)核将其矽空間專用于高(gāo)性能，而高(gāo)效內(nèi)核将其矽空間專用于高(gāo)效。這意味着在需要效率的(de)時候，唯一(yī)專用于該任務的(de)硬件正在運行。經驗結果表明，Apple M1 在最大負載下運行時消耗 39 瓦和(hé) 7 瓦，考慮到使用英特爾處理(lǐ)器的(de)等效系統在空閑時消耗 20 瓦，在負載下消耗 122 瓦。M1 的(de)成果有效地(dì)将蘋果産品的(de)電池壽命延長(cháng)了一(yī)倍。
