Apple M1

Apple M1是由蘋果公司（Apple）研發的處理器晶片，於2020年11月11日在蘋果新品發布會上發布，適用於部分Mac、iPad設備。

Apple M1的製程為5納米，內置8核CPU，集成4個高性能大核心以及4個高效能小核心；此外，Apple M1還內置了8核GPU（部分機型為7核）以及神經網路引擎。

基本介紹

• 中文名：蘋果M1
• 外文名：Apple M1
• 所屬品牌：Apple
• 產品類型：處理器晶片
• 發布時間：2020年11月11日
• 核心：8核CPU，8核GPU（部分機型為7核）
• 製程：5納米

研發背景

時任Apple硬體技術高級副總裁Johny Srouji表示，過去十餘年（約2010~2020年），Apple一直致力於為iPhone、iPad和Apple Watch研發更加先進的晶片，M1晶片正是在這一基礎上打造。

發展歷程

2020年10月，Apple開始試生產Apple M1並進行相關測試。

2020年11月11日，Apple M1正式發布，首批搭載Apple M1的MacBook Air、MacBook Pro和Mac mini也一同發布。

2021年10月19日，Apple M1 Pro/Max正式發布，搭載該兩項產品的AirPods 3、黃色、藍色和橙色HomePod mini以及MacBook Pro 2021（14英寸/16英寸）也一同發布。

2022年3月9日，Apple M1 Ultra正式發布，搭載M1 Ultra的Mac Studio同時發布。

2022年4月2日，16英寸的MacBook Pro 2021推出翻新版本，搭載M1 Max。

規格參數

Apple M1 規格參數

項目	參數
CPU	核心數：8核 頻率信息：4×3.2吉赫茲 Firestorm+4×2.064吉赫茲 lcestorm
GPU	核心數：8核（部分機型為7核）
電晶體	約160億個
架構	Arm架構
製程	5納米
接口	集成雷電/USB 4控制器、PCIe 4.0控制器、NVMe存儲
安全模組	Secure Enclave
機器學習加速器	集成
ISP	集成
音頻處理器	集成
性能控制器	集成
加密加速器	集成
神經網路引擎	16核

參考資料：

晶片功能

跑分測試

搭載8核Apple M1的MacBook Air單核得分為1687，多核得分為7433；Apple M1的基本頻率則為3.2GHz；搭載20核Apple M1 Ultra的Mac Studio單核得分為1793，多核得分為24055。（數據來源：Geekbench）

• UItraFusion

在Apple M1 Ultra中，UItraFusion的通信速度達到了2.5TB/s，為PCIe4.0x16插槽的78倍、入門級M1統一記憶體的36倍。Apple M1 Max的記憶體通信速度達到了400GB/s，不到UltraFusion的1/6。實際上Apple M1 Ultra的記憶體通信速度是800GB/s，亦不到UltraFusion的1/3。

功能特點

• Soc晶片

Apple M1將中央處理器、輸入輸出、安全等功能整合在同一塊SoC晶片當中，提升了集成能力，提升了性能和能效。Apple M1還採用了統一記憶體架構（一種全整合定製模組），將一切都融入同一個高頻寬、低延遲的記憶體池中。所有的SoC技術都可以訪問同樣的數據，無需在多個記憶體池之間來回拷貝。

Apple M1採用5納米製程，封裝了160億個電晶體

處理性能與功耗

Apple M1配備8核中央處理器，其中包括四個高性能核心和四個高能效核心。每個高性能核心都提供良好的單執行緒任務處理性能，並在允許的範圍內將能耗降至最低。當四個核心同時運行，多執行緒處理性能表現將提升。四個高能效核心的性能較好，耗電量減少。各種輕量級日常任務，如查郵件或上網，都以高能效方式進行，延長了電池續航。在處理要求嚴苛的任務時，全部八個核心可同時運行，以提供良好的計算能力，並維持較好的中央處理器性能功耗比。

Apple M1採用8核CPU

集成顯示卡

Apple M1包含Apple研製的圖形處理器，採用最多達8個核心，可同時運行將近25000個執行緒，支持順暢播放多條4K視頻流、渲染複雜的3D場景。此外，Apple M1擁有每秒2.6萬億次浮點運算的數據處理能力。

設備端機器學習能力

Apple M1中的神經網路引擎採用16核架構，每秒能進行11萬億次運算。整個Apple M1都為充分發揮機器學習技術而設計，加上中央處理器的機器學習加速器以及圖形處理器的輔助，在Mac上運行視頻分析、語音識別以及圖像處理等任務的機器學習能力均有提升。

其餘特性

Apple圖像信號處理器（ISP），通過降噪功能、擴展的動態範圍和最佳化的自動白平衡，進一步提升視頻質量。

安全隔區，提供安全保護。

存儲控制器配備AES加密硬體。

低能耗、高能效的媒體編碼與解碼引擎，並延長電池續航時間。

Apple設計的雷靂控制器支持USB 4，傳輸速率最高達40Gb/s，還可兼容比以往更多的外設。

系列晶片

搭載產品

晶片評價

Apple M1的高性能，當然是受益於先進的工藝、激進的架構以及專門的最佳化，但也很大程度上也是以犧牲向後兼容性為代價的，需要長期穩定運行的環境無法接受這樣的產品，Apple M1隻服務於品類稀少的蘋果產品，無法與X86在更多的細分領域競爭，但無論如何，Apple M1的橫空出世，的確刷新了很多人的觀念，Arm也可以用於高性能計算，在特定的環境下，它能比X86做得更好，這足以支撐Mac這樣的小眾產品成為爆品。（太平洋電腦網評）

晶片爭議

安全漏洞

2020年11月19日，騰訊安全玄武實驗室對外公布了一個蘋果的安全漏洞，這也是第一個公開的能影響蘋果Apple Silicon晶片設備的安全漏洞。從騰訊提供的視頻中可以看到，在MacBook（設備型號：M1 MacBook Air 2020，macOS Big Sur 11.0.1）上，攻擊者在打開所有系統保護的情況下，在一秒之內獲取到了系統的最高許可權（Root身份），從而可以任意讀寫設備中存儲的通訊錄、照片、檔案等用戶隱私。

2021年5月，開發者赫克托·馬丁（Hector Martin）表示，Apple M1存在一個安全性漏洞，這一漏洞能夠讓任意兩個在作業系統下運行的應用程式秘密互動數據，並且，該漏洞完全被植入Apple M1，如果不對晶片進行重新設計，就無法修復。

• 兼容問題

2020年12月24日，蘋果確認搭載Apple M1的Mac電腦不能很好的兼容超寬屏，除此以外還有很多解析度不支持。