苹果发布M2芯片5nm，200亿晶体管

　　来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自anandtech，谢谢。
　　虽然主要是一个以软件为中心的活动，但Apple的WWDC主题演讲通常也是发布一两个有趣的硬件的舞台，今年Apple也没有让人失望。
　　在公司今年最大的与Mac相关的主题演讲中，Apple推出了M2，这是他们用于Mac（和iPad）平台的第二代AppleSiliconSoC。M2在多线程CPU工作负载和峰值GPU工作负载方面比原来的M1SoC性能提升约18，在峰值GPU工作负载方面性能提升35，这是Apple第一次有机会迭代其MacSoC以整合更新的技术，并刷新其较低的面对竞争对手的最新更新，升级笔记本电脑。
　　在发布了M1SoC之王M1Ultra后不到3个月，苹果带来了AppleSiliconM2新系列SoC中的第一个（当然也不是最后一个）产品。M2SoC旨在取代Apple产品系列中的M1，最初是在13英寸MacBookPro和MacBookAir的更新版本中推出的在此过程中，MacBookAir正在进行相当大的重新设计。
　　M2的推出也让我们第一次真正了解了Apple将如何处理AppleSilicon生态系统中的更新。对于iPhone系列，Apple一直保持每年更新A系列SoC的节奏；相反，传统的PC生态系统最近接近2年的节奏。M2似乎将其从中间分开，比最初的M1晚了大约一年半尽管在架构方面它看起来更接近于A系列SoC的年度更新。
　　从较高的层面来看，M2的变化数量有限或者至少与苹果目前希望披露的一样多重点在于几个关键领域，而最初的M1SoC则大有作为。虽然所有这些都是在Apple进一步披露或获得硬件本身动手时间之前的初步结果，但M2看起来很像A15SoC的衍生产品，类似于M1是从A14衍生而来的。因此，乍一看，M1到M2的升级看起来与A14到A15的升级非常相似。
　　根据Apple的说法，新的SoC由大约200亿个晶体管组成，比原来的M1多40亿（25），比A15SoC多50亿。该芯片采用Apple所称的第二代5nm工艺制造，我们认为这很可能是台积电的N5P产品线，与A15SoC使用的产品线相同。与N5相比，N5P提供了改进的性能特征，但没有提高密度。因此，虽然苹果没有透露芯片尺寸，但该公司的并排芯片照片至少是准确的，因为M2将是比M1更大的芯片。
　　从顶部开始，在ARM架构的CPU核心方面，M2保留了苹果的4性能4效率核心配置。Apple并未在此处披露他们使用的是哪一代CPU内核，但根据性能预期和时间安排，我们完全有理由相信这些是在A15上首次引入的Avalanche和Blizzard内核。
　　在性能方面，Apple表示M2的多线程CPU性能比M1提高了18。该公司没有提供时钟速度与IPC增益的细分，但如果我们对M2是AvalancheBlizzard的预感是正确的，那么我们已经很好地了解了细分是什么。相对于A14M1中的Firestorm核心，Avalanche仅提供适度的性能提升，因为Apple将大部分改进投入到提高整体能效上。因此，那里的大部分性能提升来自时钟速度的提高，而不是IPC的改进。
　　M2上的高性能CPU内核还配备了更大的二级缓存池，这也有助于提高性能。M1在内核之间共享12MB的L2缓存，而M2将其提升到16MB，比M1和A15都增加了4MB。
　　根据我们在A15上已经看到的情况，这一代中这个更大的更新是在效率核心方面。BlizzardCPU内核的行为越来越像不那么小的内核，与我们在其他Arm效率内核中看到的相比，提供了相对较高的性能和更广泛的后端设计。除其他外，Blizzard增加了第四个整数ALU，结合其他更改，使A15在这些内核中的性能显着提高（28）。延续到M2，期待类似的收益并不是不合理的，尽管通配符因素将是Apple的时钟速度。
　　反过来，这似乎也是为什么Apple似乎决定专注于MT性能以进行AppletoApple之间的比较。最大的性能提升来自效率核心，在性能受限的情况下，MT工作负载可以将E核心与P核心一起使用，从而获得最大的性能提升。总体而言，AvalancheBlizzard在CPU微架构方面的表现并不理想，而M2SoC似乎也延续了这一趋势。
　　与此同时，在GPU方面，Apple的规模越来越大。尽管对底层架构一如既往地低调处理仅将其称为下一代GPU但M2内置了10个GPU内核，而M1为8个。官方称这款GPU为3。6TFLOPS，比8核M1多出1TFLOPS。同样，新的GPU配备了更大的共享L2缓存，尽管Apple没有透露缓存大小。
　　结合更大的核心数量和GPU时钟速度似乎增加10左右（基于TFLOPS），Apple正在吹捧M2的GPU的两个性能数据。在等功率（12W）下，M2的GPU性能应该比M1快25。然而，无论好坏，M2的GPU也可以比M1的GPU消耗更多的功率。根据Apple的说法，在15瓦的全功率状态下，性能可以提高35。
　　总体而言，这表明虽然Apple已经能够提高其能源效率GPU喜欢运行宽且慢但Apple的峰值GPU功耗正在上升。这对轻型工作负载的影响应该很小，但看看它对于相对繁重和恒定的工作负载意味着什么将会很有趣，尤其是在无风扇的MacBookAir上。与此同时，GPU的显示控制器似乎保持不变，外接显示器最高为6K。
　　与GPU更新无关，M2还配备了更新的视频编码解码模块，乍一看很像M1ProMax上使用的模块的精简版。这些SoC增加了对Apple的ProRes和ProResRAW编解码器的支持，并且这种支持现在已经过滤回基本的M2SoC。同样，Apple现在正式支持M2上的8K视频解码，而M1虽然从未有官方分辨率指定，但本质上是4K部件。
　　最后，在处理方面，M2继承了A15更新的神经引擎。根据Apple的说法，这仍然是一个16核的设计，并且它恰好具有与A15的神经引擎相同的每秒15。8万亿次操作（TOPS）评级。尽管仅与A15不相上下，但仍比M1的神经引擎快40，后者的最高速度为11TOPS。
　　总而言之，Apple对其第二代AppleSilicon芯片的性能表现出极大的信心，对它与英特尔的竞争力更是充满信心。虽然我们将不得不等待获得硬件以确认其性能，但M1确实没有辜负那里的要求。因此，对M2的期望也同样高。
　　Apple首次：LPDDR5内存
　　虽然Apple最新SoC的核心逻辑在很大程度上似乎是A15的增强版，但它确实有一个非常值得注意的AppleSoC设计：LPDDR5支持。
　　M1（甚至A15）仅支持LPDDR4x内存，而M2是第一款支持更新的LPDDR5内存标准的AppleSoC。其中最大的变化是支持更高的内存时钟速度；根据Apple的数据，M2的运行速度为6400Mbpspin（LPDDR56400），显著高于M1的4266Mbpspin（LPDDR4x4266）内存时钟速度。最终结果是，在SoC的128位内存总线上，M2有100GB秒的内存带宽可供使用，比M1增加了50（约68GB秒）。
　　与笔记本电脑领域的竞争对手相比，Apple非常规地使用内存技术仍然是其关键优势之一，因此内存带宽的显着增加有助于Apple保持这一地位。内存带宽的改进进一步改善了SoC的各个方面，尤其是GPU性能，其中内存带宽通常是一个瓶颈因素，这使得添加LPDDR5成为更大的10核GPU的关键推动力。尽管如此，苹果在某些方面还是在追赶他们在推出支持LPDDR5的处理器方面落后于英特尔和AMD。
　　除此之外，Apple再次将其LPDDR5内存包与处理器芯片本身放在芯片上。因此，每个M2芯片都需要提前配备内存，并且设备供应可能会根据内存容量而有所波动，具体取决于最流行的配置，尤其是早期配置。
　　M2设备提供8GB、16GB或24GB内存。鉴于Apple仍然只使用两种内存，看起来该公司终于利用了LPDDR对非二次方芯片尺寸（例如12Gb芯片）的支持，这允许他们将12GB内存放入一个单一封装，没有任何进一步的恶作剧。假设Apple为强制性ProMaxUltraSoC复制了这一点，我们应该会看到所有AppleSoC的最高内存容量比上一代增加了50。
　　其余的：更新的ISP，相同的USB
　　在今天的M2公告中，还有一些需要快速调用的项目。
　　首先，M2正在获得更新的ISP以及更新的SecureEnclave。与M2的其他方面一样，这些方面很可能继承自A15，A15也收到了类似的更新。
　　同时，查看新MBA和MBP的规格表明，新SoC的USB或其他IO支持没有任何显着变化。M1在2020年推出支持USB4时已经处于曲线的顶端，因此这里没有任何变化。然而，这确实意味着SoC似乎仍仅限于对Thunderbolt3的支持，尽管Thunderbolt4现已推出一年多。MBA和MBP都附带两个USB端口，因此这似乎仍然是SoC的本机限制。
　　苹果也完全没有谈论PCIe功能。一旦我们掌握了硬件，我们就会知道更多，但至少目前没有理由相信Apple已经增加了PCIe5支持或改变了可用通道的数量。IO一直是整个AppleSilicon系列的一个限制因素，所以我确实想知道这对最终的AppleSiliconMacPro意味着什么。
　　七月上市
　　在今天的公告结束时，M2将在新的2022MacBookAir以及更新的202212英寸MacBookPro中发货。据苹果称，这些设备将于7月上市，今天开始接受预订。
　　与此同时，M1不会去任何地方。除了作为MacMini的核心它今天没有收到更新苹果还在保留基于2020M1的MacBookAir。因此，入门级M系列SoC的两个版本都将继续存在一段时间。
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