AppleM3芯片似乎是A17Pro A16Bionic设计的混合体

导读 新的M3芯片已经上市,还有很多东西需要消化。由于苹果并没有刻意透露其芯片的设计起源,因此将拼图的各个部分拼凑起来可能是一个有趣的练习

新的M3芯片已经上市,还有很多东西需要消化。由于苹果并没有刻意透露其芯片的设计起源,因此将拼图的各个部分拼凑起来可能是一个有趣的练习。

在推出首款适用于Mac的Apple硅芯片之前,Apple已明确表示其移动SoC架构是“可扩展的”,这意味着他们可以通过构建iPhoneSoC架构来扩展iPhoneSoC架构,为MacBook乃至MacPro提供支持。释放更多的CPU和GPU核心并添加更多的RAM等等。当第一批M1Mac推出时,这一点很明显,因为它使用与A14Bionic相同的基础架构。同样,苹果M2系列推出时,很明显是基于A15Bionic打造的。

目前还不清楚Apple的哪些较新的移动SoC是新M3芯片的基础,并且由于Apple通常不会公开这一点,因此我们进行了一些调查。M3芯片是在A16Bionic推出之后推出的,该芯片为iPhone14Pro机型提供动力,最近又推出了A17Pro芯片,该芯片为新款iPhone15Pro机型提供动力。在A16Bionic和A17Pro中,只有后者使用台积电的新3nm节点(N3B)制造,就像新的M3系列一样。然而,有一些线索表明M3与A16Bionic也有很多共同点-或许比表面上看到的还要多。

M3设计来源的一个显而易见的方面是,它与A17Pro具有相同或非常相似的GPU架构。苹果称A17Pro显卡是“苹果历史上最大的GPU重新设计”,而M3显卡“代表了苹果芯片有史以来最大的图形架构飞跃”。随着A17Pro于9月13日推出,M3芯片于10月31日推出,可以肯定的是,架构将非常相似,特别是考虑到两者都采用全新的硬件加速光线追踪功能。唯一的例外可能是M3GPU中的“动态缓存”功能,该功能并未被称为A17ProGPU的功能。除此之外,A17Pro和M3GPU的共同点比A16Bionic的GPU和M3GPU的共同点要多得多。

然而,当我们观察M3系列NPU(神经处理单元)时,情况发生了变化。与之前的M系列芯片一样,M3“神经引擎”(Apple称之为)拥有16个内核,可产生18TOPS(每秒万亿次运算)。这几乎比苹果最新智能手机芯片中的NPU慢2倍,这有些出乎意料。AppleM1中的NPU的性能为11TOPS(与A14Bionic中的NPU相同),而AppleM2中的NPU为15.8TOPs(与A15Bionic中的NPU相同)。您可能已经猜到了,M3中的NPU与A16Bionic的17TOPS中的NPU更加接近,表明这是M3系列NPU的基础。1TOP差异可以通过切换到用于M3的3nm节点与用于A16Bionic的5nm(N4P)节点所获得的性能来解释。或者它可能只是时钟升压的结果。

至于CPU架构,这有点难以辨别,但有一个很好的理由表明它更有可能与A16Bionic保持一致。虽然共享NPU是CPU架构也是相同的一个线索,但我们现在在AppleA17Pro和M3系列上首次亮相的下一代GPU架构实际上最初是为A16Bionic设计的。TheInformation2022年12月的一份独家报告[sub.req]表示,苹果工程师对这款具有光线追踪功能的GPU“过于雄心勃勃”。运行新GPU架构的原型A16Bionic芯片遭遇过热和功耗过高的问题。这一“史无前例”的错误是在顶级芯片人才纷纷离开苹果公司的背景下发生的,其中包括前A系列首席架构师杰拉德·威廉姆斯(GerardWilliams),他离开苹果公司创立了Nuvia,在收购Nuvia后现任高通公司的工程高级副总裁。Williams最近在高通Snapdragon峰会上发布了令人印象深刻的M2Max击败SnapdragonXElite芯片。

这表明M3系列芯片可能完全基于A16Bionic,包括其提议的下一代GPU。Apple通过提高图形内存带宽来提升A16Bionic的性能,从而提高A15Bionic的性能,但将新GPU架构的实施推迟到A17Pro。毫无疑问,苹果将拥有A16架构M3的所有技术文档和原理图,包括新的GPU架构。然而,如果他们不得不急于修复A16GPU,他们仍然有时间按照M3系列的计划整理GPU,同时确保A17Pro的性能良好。

考虑到M3的NPU与A16Bionic的连接,以及本来应该是A16BionicGPU最终出现在M3中的事实,A16BionicCPU和NPU架构似乎很可能也构成了M3的基础。因此,AppleM3系列看起来是A16Bionic和A17Pro的混合体,但却是一个意外的混合体。它接收了一直为该芯片设计的CPU、NPU和GPU核心-只是通过看起来更迂回的路线。