本週三淩晨，蘋果兩款全新電腦晶片 M1 Pro 和 M1 Max 彪悍登場，性能與能效再度較上一代大幅升級。 此時距離 Mac 過渡到蘋果晶片的計劃時間已經過去一半，而這兩款蘋果迄今打造出的最強晶片，將該計劃向前推進了重要一步。 在性能、定製技術、能效方面，M1 系列晶元陣容均領先業界。

蘋果從整體系統出發，專門針對 14 英寸和 16 英寸MacBook重新定義晶片設計，量身定製出這兩款全新晶片。 跟 M1 晶片一樣，兩款晶片採用蘋果自己定製的封裝方式，實現高速統一記憶體架構，是在 M1 架構基礎上進一步拓展，因此兩款晶片均仍以 M1 命名，通過 Pro 和 Max 加以區別。

兩款晶元的 CPU 運行速度相比 M1 提升最高可達 70%，處理 Xcode 編譯代碼等任務更高效，記憶體頻寬與容量也進行了大幅提升。

此外，相比 M1，M1 Pro 的圖形處理器運行速度提升最高達 2 倍，M1 Max 更是提升最高達 4 倍，使得處理圖像工作流速度飛漲。 M1 Pro 和 M1 Max 內部整合的媒體處理引擎也經過加強，配備 ProRes 專用加速器，專用於專業級的視頻處理。 通過採用高能效架構，兩款晶元在接入電源或僅靠電池供電時，均能具備一致的性能表現。

蘋果硬體技術高級副總裁 Johny Srouji 說：「依託中央處理器和圖形處理器性能的大幅提升，最高可達 6 倍的記憶體頻寬，新增 ProRes 加速器的媒體處理引擎，以及其他多種先進技術，M1 Pro 和 M1 Max 引領蘋果的晶片產品開闢新天地，在專業級筆記型電腦領域獨樹一幟。 ”

M1 Pro 和 M1 Max 如何將電腦晶片性能發揮到極致？ 我們來完整梳理一下它們的架構細節資訊。

M1 Pro：GPU 核心對稱放置，SRAM 區域變得更大

M1 Pro 採用業界領先的 5nm 工藝，封裝多達 337 億個晶體管，是 M1 的 2 倍以上，面積約為 245mm²。

其定製化封裝延續此前的特色，將SoC模組和記憶體模組封裝在單個有機PCB上，這種方法可能有助於顯著提升能效。

全新 10 核 CPU 由 8 顆高性能核心和 2 顆高效率核心組成，運行速度相比 M1 提升最高可達 70%。

與最新的 8 核 PC 筆記型電腦晶片（英特爾酷睿 i7-11800H）相比，M1 Pro 在同等功耗水準下的 CPU 性能更可高達 1.7 倍，達到其峰值水準性能的功耗則少了 70%。

其 GPU 最高配置為 16 核，速度最快達到 M1 的 3 倍以上，速度相較最新款 8 核 PC 筆記型電腦晶片集成顯卡最快可達 7 倍以上。 與PC筆記型電腦所用的大功率獨立圖形處理器（GeForce RTX 3050 Ti 4GB）相比，M1 Pro 在性能更強的同時，功耗減少了70%。

M1 Pro 內部集成了蘋果設計的媒體處理引擎，對 ProRes 專業視頻編解碼器進行針對性加速，僅需極低功耗，便可同時播放多條高質量畫面的4K及 8K ProRes 視頻。

外媒 AnandTech 對 M1 Pro 的內部設計做了分析。 從圖中可以看到，M1 Pro 中的高性能核心、兩個 L2 塊都是對稱放置的。

記憶體介面被整合到SoC的兩個角，因介面寬度增加，記憶體控制器佔用了相當大一部分SoC。 蘋果還在記憶體控制器後面直接使用兩個系統級緩存 SLC 塊，這跟 M1 上也不一樣，SRAM 單元格區域看起來變得更大。

相比 M1，M1 Pro 的記憶體總線增加了一倍，從 128 位 LPDDR4X 介面轉向新的更寬、更快的 256 位 LPDDR5 介面，最高可配置 32GB 的高速統一記憶體和 200GB/s 的記憶體頻寬。

M1 Max：蘋果晶片野心的集大成者，一個周圍有SoC的 GPU

M1 Max 是蘋果迄今打造的最大晶元，可以說是蘋果將在晶元領域的野心推到最大的作品，設計複雜程度前所未有。

其面積約為 432mm²，內部共計集成 570 億個晶體管，比 M1 Pro 多出 70%，比 M1 多達 3.5 倍。

這款晶元同樣採用 10 核 CPU，GPU 則最高多達 32 核，圖像處理速度相比 M1 提升最高可達 4 倍，可將在 Final Cut Pro 中渲染複雜時間線的速度較上一代 13 英寸 MacBook Pro 提升最高可達 13 倍。 蘋果稱 GPU 算力可達 10.4TFLOPS。

在達到緊湊型專業級 PC 筆記型電腦內高端圖形處理器（GeForce RTX 3080 100W TDP）的相近水準性能時，其 GPU 功耗少 40%。

在達到最大型PC筆記型電腦內最高端圖形處理器（GeForce RTX 3080）的同等性能水準時，其功耗則要少 100 瓦。 降低功耗使得 MacBook Pro 能實現更長的電池續航時間。

相比集成 GPU 的 SoC，M1 Max 更像是一個周圍有 SoC 的 GPU。

由於面積變得更大，M1 Max 的封裝略有變化，DRAM 晶元從 2 個增加到 4 個，這也與記憶體介面寬度從 256 位增加到 512 位相對應。

GPU 上方晶片看起來與 M1 Pro 基本相同，改變主要出現在下方區域，比如 SLC 塊的數量增加。 如果每個塊 16MB，整個 SoC 將使用 64MB 片上通用緩存，除了明顯的 GPU 用途外，不知道 CPU 能用如此巨大的記憶體頻寬資源實現什麼。

M1 Max 晶片結構採用更高頻寬，記憶體頻寬是 M1 Pro 的 2 倍，達到 400GB/s，接近 M1 的 6 倍，最高可配置 64GB 的高速統一記憶體。 這種頻寬在SoC中聞所未聞，在非常高端的 GPU 中相對正常。

此前最新款筆記型電腦的顯存容量也沒超過 16GB 的上限，而將高達 64GB 的統一記憶體用於需要處理大量圖像的任務，將可令專業人士能夠使用筆記型電腦完成許多以往無法想像的工作。

M1 Max 在媒體處理引擎方面也更勝一籌，視頻編碼速度相比 M1 Pro 提升最高可達 2 倍，並配有 2 個 ProRes 加速器。

在搭載 M1 Max 的新款 MacBook Pro 上使用 Compressor 對 ProRes 視頻進行轉碼，速度相比上代 16 英寸 MacBook Pro 可提高 10 倍。

總體來看，M1 Max 堪稱迄今為止 Mac 上最強大的專業級筆記型電腦晶片。

更多量身定製設計，與操作系統高度適配

M1 Pro 和 M1 Max 還採用了許多量身打造的先進技術，包括全新的顯示引擎可同時驅動多台外部顯示器，新增的雷靂 4 控制器可提供更高的 I/O 帶寬等。

加速 AI 和圖像處理方面，16 核神經網路引擎可加速設備端機器學習功能，提升攝像頭性能，蘋果定製的 GPU 配合神經網路引擎，利用計算視頻技術提升內置攝像頭的畫質，能令視頻畫面更加清晰，視頻中的人物膚色更加自然。

此外，macOS Monterey 操作系統與 M1 Pro 和 M1 Max 高度適配，可充分發揮兩款晶片的性能和能效實力，Metal 等開發者技術可幫助各類 App 充分利用兩款新晶片的性能，對 Core ML 的相關優化則可藉助於神經網路引擎，以更快的速度運行機器學習模型。

專業級 App 的任務處理數據將被用於協助優化 macOS 對多線程任務的 CPU 核心分配，從而進一步優化性能。 先進的電源管理功能則可為不同任務智慧分配不同數量的性能核心和效率核心，同時達成更好的處理速度和電池續航時間。

蘋果為 Mac 提供的所有 App 全部針對蘋果晶片進行了優化，並可基於蘋果晶片原生運行，還有超過 10000 款通用 App 及外掛程式可供選擇使用。

目前尚未升級至通用 App 的各類 Mac App，則可藉助蘋果的 Rosetta 2 技術無縫運行，使用者還可在 Mac 上直接運行各類iPhone及iPad App。

在安全系統設計方面，蘋果最新的安全隔區、基於認證硬體的安全啟動以及運行時防數據利用技術都值得一提。 macOS 與 M1、M1 Pro、M1 Max 三款晶片的組合能提供基於認證硬體的安全啟動、運行時防數據利用技術以及高速的文件數據內聯加密等業界領先的安全保護能力。

蘋果承諾計劃在 2030 年年底前讓全部公司業務實現碳中和，包括製造供應鏈和所有產品生命週期在內，這也意味著蘋果所生產的每一枚晶片，從設計到製造，都將實現 100% 碳中和。

結語：蘋果自研晶元連環炸場，留給英特爾還有多少空間？

新一代蘋果 Mac 晶片的性能，已經超過大多數的期待，蘋果預告中定義的「炸場」兩字可以說是當之無愧。 蘋果再次用堪稱標杆的晶元產品展現自己世界一流的晶元設計實力。

距離蘋果設定的兩年轉型期已經過去 1/2，如今蘋果接連推出與 Mac 系列產品高度適配、性能和能效更強的自研晶片，未來英特爾晶片在蘋果產品中還有多大生存空間，大概要畫上一個問號。