Apple M1 的發(fā)布風靡全球，從那時(shí)起(qǐ)，它證明了基于 ARM 内核的定制矽可以與主流 CPU 技術競争。是什麼(me)讓 Apple M1 如此獨特，SoM 和 SoC 有什麼(me)優勢，爲什麼(me) Apple M2 的傳聞證明了 SoM 設計的成(chéng)功？
Apple M1 本質上是一個安裝在系統級模塊 (SoM) 上的片上系統 (SoC)，該模塊采用完全定制的架構，專門用于運行包括 macOS 在内的 Apple 産品。M1 的核心是 8 個 ARM 内核，其中四個專用于高性能(néng)，另外四個專用于高效率。SoC 中還(hái)集成(chéng)了一個具有八核和多級緩存的 GPU。該 SoC 安裝在集成(chéng)系統内存的闆上，具有 8GB 或 16GB 選項，這(zhè)些選項不可升級。然後(hòu)將(jiāng)整個設備封裝在散熱器中，闆下側的連接器允許安裝在設備中。出于這(zhè)個原因，Apple M1 與其說(shuō)是 SoC，不如說(shuō)是一個 SoM，因爲它將(jiāng)多個矽器件組合成(chéng)一個模塊，然後(hòu)在外部電路中使用。SoC 和 SoM 是新興技術，但它們并不“新”。Raspberry Pi 是向(xiàng)世界介紹 SoC 的衆多優勢的産品的一個很好(hǎo)的例子。爲 Raspberry Pi 供電的 Broadcom 芯片將(jiāng) CPU、MMU、GPU 和 I/O 控制器集成(chéng)在一個封裝中。這(zhè)意味著(zhe)整個計算系統可以集成(chéng)到單個信用卡大小的 PCB 中。SoC 也大量用于物聯網設計，ESP32 就(jiù)是一個很好(hǎo)的例子；它將(jiāng) CPU、内存和無線電控制器集成(chéng)在一個封裝中。那麼(me)爲什麼(me) M1 如此具有開(kāi)創性呢？在 M1 之前，隻有平闆電腦和智能(néng)手機等移動個人計算設備使用 ARM 内核。主流計算設備（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(zhè)些 CPU 基本上來自以下兩(liǎng)家公司之一：英特爾或 AMD。衆所周知，英特爾和AMD在移動行業有些欠缺，擁有強大的移動處理器往往意味著(zhe)高能(néng)耗意味著(zhe)電池壽命縮短。ARM 内核提供的節能(néng)效果是它們一直是移動設備中關鍵參與者的原因。但Apple M1 改變了這(zhè)一切，因爲它在設計時(shí)考慮了移動和桌面(miàn)處理。使用多個内核，每個内核都(dōu)專用于高性能(néng)或高效率，允許系統在優化性能(néng)的同時(shí)節省功耗。這(zhè)種(zhǒng)效率遠遠優于簡單地降低 CPU 時(shí)鍾或限制内存，因爲高性能(néng)内核將(jiāng)其矽空間專用于高性能(néng)，而高效内核將(jiāng)其矽空間專用于高效。這(zhè)意味著(zhe)在需要效率的時(shí)候，唯一專用于該任務的硬件正在運行。經(jīng)驗結果表明，Apple M1 在最大負載下運行時(shí)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(shí)消耗 20 瓦，在負載下消耗 122 瓦。M1 的成(chéng)果有效地將(jiāng)蘋果産品的電池壽命延長(cháng)了一倍。
到目前爲止，SoC 和 SoM 的最大優勢之一是使用的所有矽空間都(dōu)專用于設備將(jiāng)用于的特定應用。例如，來自 Intel 或 AMD 的現代 CPU 必須是通用計算機，因爲該 CPU 的應用程序是未知的。客戶可以輕松地將(jiāng)英特爾 CPU 用于必須優先考慮 I/O 的機器人控制器、用于浮點運算必不可少的超級計算機或必須考慮能(néng)源效率的通用筆記本電腦。這(zhè)意味著(zhe)英特爾必須使他們的設備盡可能(néng)通用，以便輕松集成(chéng)到任何應用程序中。然而，這(zhè)使得這(zhè)種(zhǒng)設備更像是“萬事(shì)通，無所事(shì)事(shì)”，因爲它不能(néng)專門用于任何一項任務。但是，可以將(jiāng) SoC 設計爲僅集成(chéng)對(duì)其將(jiāng)用于的任務必不可少的硬件。例如，移動處理器可以具有用于能(néng)量消耗的低能(néng)量電路，而自動駕駛汽車中的視覺系統可以集成(chéng) AI 模塊以更快地處理神經(jīng)網絡。因此，SoC 和 SoM 允許設計人員定制完美适合應用的設計。Apple M2 傳聞如何顯示 M1 的成(chéng)功
雖然報告尚未得到證實，但人們普遍認爲蘋果正在開(kāi)發(fā) M2，它將(jiāng)取代 M1。有傳言稱，核心不會(huì)有太大變化，但 GPU 會(huì)得到改進(jìn)，CPU 頻率會(huì)提高。這(zhè)種(zhǒng)設備的假定發(fā)布日期將(jiāng)是 2022/2023 年末，并爲大多數 Apple 産品提供動力。盡管 M2 尚未得到蘋果的确認，但 M1 的成(chéng)功完美地展示了 SoC 和 SoM 的優勢。當然，Apple M1 并不是市場上最強大的處理器。該王冠屬于 Ryzen ThreadRipper 3990X，但就(jiù)每瓦性能(néng)而言，M1 爲王。M1 的高效率使其能(néng)夠大幅延長(cháng)電池壽命，而專爲 macOS 定制硬件的能(néng)力允許超高效的操作系統設計。毫無疑問，SoC 和 SoM 將(jiāng)成(chéng)爲計算設備的行業标準。但令工程師興奮的是定制芯片服務，它可以讓客戶選擇半導體芯片并將(jiāng)它們連接到 SoM 上，就(jiù)像定制 PCB 服務和組件組裝一樣(yàng)。
