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新聞中(zhōng)心
Apple M2芯片将亮(liàng)相(xiàng):SOM的勝利
Apple M1 的發布風靡全球,從那時起,它證明(míng)了基于 ARM 內(nèi)核的定制(zhì)矽可以與主流 CPU 技術競争。是什麼讓 Apple M1 如此獨特,SoM 和 SoC 有什麼優勢,為什麼 Apple M2 的傳聞證明(míng)了 SoM 設計(jì)的成功?
來源:半導體(tǐ)行業(yè)觀察 | 作者:sophie | 發布時間: 2022-03-07 | 1803 次浏覽 | 分享到:

是什麼讓 Apple M1 與衆不(bù)同?


Apple M1 本質上是一(yī)個(gè)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(zhì)的架構,專門用于運行包括 macOS 在內(nèi)的 Apple 産品。M1 的核心是 8 個(gè) ARM 內(nèi)核,其中(zhōng)四個(gè)專用于高性能,另外四個(gè)專用于高效率。SoC 中(zhōng)還集成了一(yī)個(gè)具有八核和多級緩存的 GPU。

該 SoC 安裝在集成系統內(nèi)存的闆上,具有 8GB 或 16GB 選項,這些(xiē)選項不(bù)可升級。然後将整個(gè)設備封裝在散熱(rè)器中(zhōng),闆下(xià)側的連接器允許安裝在設備中(zhōng)。出于這個(gè)原因,Apple M1 與其說(shuō)是 SoC,不(bù)如說(shuō)是一(yī)個(gè) SoM,因為它将多個(gè)矽器件(jiàn)組合成一(yī)個(gè)模塊,然後在外部電路中(zhōng)使用。

SoC 和 SoM 是新興技術,但它們并不(bù)“新”。Raspberry Pi 是向世界介紹 SoC 的衆多優勢的産品的一(yī)個(gè)很(hěn)好的例子。為 Raspberry Pi 供電的 Broadcom 芯片将 CPU、MMU、GPU 和 I/O 控制(zhì)器集成在一(yī)個(gè)封裝中(zhōng)。這意味著(zhe)整個(gè)計(jì)算系統可以集成到單個(gè)信用卡大小的 PCB 中(zhōng)。SoC 也(yě)大量用于物聯網設計(jì),ESP32 就(jiù)是一(yī)個(gè)很(hěn)好的例子;它将 CPU、內(nèi)存和無線電控制(zhì)器集成在一(yī)個(gè)封裝中(zhōng)。

那麼為什麼 M1 如此具有開(kāi)創性呢(ne)?在 M1 之前,隻有平闆電腦和智能手機等移動個(gè)人(rén)計(jì)算設備使用 ARM 內(nèi)核。主流計(jì)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。這些(xiē) CPU 基本上來自(zì)以下(xià)兩家公司之一(yī):英特爾或 AMD。

衆所周知,英特爾和AMD在移動行業(yè)有些(xiē)欠缺,擁有強大的移動處理器往往意味著(zhe)高能耗意味著(zhe)電池壽命縮短。ARM 內(nèi)核提供的節能效果是它們一(yī)直是移動設備中(zhōng)關鍵參與者的原因。

但Apple M1 改變了這一(yī)切,因為它在設計(jì)時考慮了移動和桌面處理。使用多個(gè)內(nèi)核,每個(gè)內(nèi)核都(dōu)專用于高性能或高效率,允許系統在優化(huà)(huà)性能的同時節省功耗。這種效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)優于簡單地(dì)(dì)降低(dī) CPU 時鐘(zhōng)或限制(zhì)內(nèi)存,因為高性能內(nèi)核将其矽空間專用于高性能,而高效內(nèi)核将其矽空間專用于高效。

這意味著(zhe)在需要效率的時候,唯一(yī)專用于該任務的硬件(jiàn)正在運行。經驗結果表明(míng),Apple M1 在最大負載下(xià)運行時消耗 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消耗 20 瓦,在負載下(xià)消耗 122 瓦。M1 的成果有效地(dì)(dì)将蘋果産品的電池壽命延長(cháng)了一(yī)倍。

SoC和SoM有什麼優勢?