一文看懂苹果M1芯片到底是什么水平，真有宣传的那么强吗？

苹果在2020年末更新了M1处理器，由此正式进入全新的Apple Silicon自研处理器的时代。那么M1处理器的性能到底如何呢？真的有苹果发布会上所说的那么强吗？本文将从M1的架构谈起，尽量将M1处理器性能和主流Ｘ86平台来进行类比，尽可能的让用户对M1的性能有一个较为清晰的认知。

首先要谈到M1处理器，就不得不从CISC(Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机)和RISC(Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)的概念谈起了。

对于计算机系统有一定了解的朋友一定清楚，目前主流的Ｘ86架构处理器均属于CISC复杂指令集计算机。而手机，平板电脑等设备所使用的ARM处理器，则是处于RISC精简指令集计算机。

因为技术发展到现在，CISC和RISC的差异实际上是越来越少的，Intel早在P6架构的奔腾Pro时代就已经在处理器内部做了一个将CISC的Ｘ86指令转换，分拆为类似RISC的机制；而随着频率的提升越来越难，RISC处理器实际上也在加入更多的新指令来提升性能。因此两者之间并没有一个泾渭分明的界限，并没有哪个更强大的说法。

M1作为RISC处理器，苹果也充分利用了精简指令集的特点和优势，并且不计成本的使用了非常庞大的规模：M1总晶体管规模160亿，4个大核心加上4个能效核心（小核心），8解码8发射，630ROB，相比之下Zen3架构处理器解码宽度为4，256ROB的规模，Sunny Cove也只有5节吗，352ROB的规模，因此M1处理器的特点可以用一个字来形容就是“宽”，超级“宽”。

规模差距如此明显也是因为M1则作为RISC更适合超宽架构，IBM最新的POWER处理器同样也是超宽的架构。如此庞大的规模带来了M1极其优秀的能耗比以及惊人的IPC性能优势。

而即便X86处理器不计成本的也使用类似M1的超宽架构其实也会被变长的指令造成的解码性能所限制，因此X86处理器的还是以多核心并使用SMT，HT等技术来获得多线程的性能提升，以及可以运行在更高的时钟频率上。

M1还集成了8核心的GPU，理论算力也超过了X86平台的集成显卡，堪比独显；

并且M1还使用了统一内存架构，内存直接封装在芯片上，CPU和GPU均可以直接读取内存（并不是内存划分空间作为显存使用的概念，两者性能和实现方式截然不同），因此这也是M1可以取得高性能的关键因素了。

同时M1还整合了各种专用的硬件处理单元来进行针对性的硬件加速和安全防护。

所以从理论上来讲，M1并不单纯只是一枚集成显卡的CPU，而是一枚包含了CPU，GPU，NPU，安全防护，硬件加速单元和统一内存架构的SOC。

理论讲得差不多了，下面来实际的性能分析吧，首先从苹果官网的性能介绍来看：

可以看出对比上一代使用4核心10代低压酷睿的MacBook Pro来讲，M1处理器的MacBook Pro的CPU性能在编程，视频剪辑，图像和音频等专业软件的性能均提升了1.8倍-2.8倍不等，但这里也有macOS平台以及M1芯片针对专业应用的优化和专用处理单元带来的优势，所以不能简单的认为M1处理器的通用运算性能就比10代酷睿强这么多。

但因为M1拥有专用的NPU、视频编解码单元、图像处理单元、加密解密单元，在这些专业应用上，确实也相对上一代MacBook Pro拥有翻倍以上的性能提升。苹果使用这些专用处理单元极大的提升了M1平台在专业领域的性能优势，因此也让M1处理器在进行专业应用时可以做到“以小搏大”，凭借超低的功耗就能在专业应用中媲美很多高端台式机的原因所在，这也是M1芯片的优势了。

但除了专业应用外，日常和其他的应用还是需要处理器的通用计算性能的，那么这方面的性能，就需要跑分来测试理论性能了，去除专用处理单元的影响后，M1的性能究竟相当于哪款X86的处理器呢？

这里我们先引用权威网站Anandtech的测试数据来进行对比吧，使用M1机型为没有散热压力的Mac mini M1版本

从CineBench R23的单线程测试中可以看出，M1的单核性能和11代酷睿相当，略低于5950X

使用Geekbench 5来测试，结果相近，不同的是此时M1的得分超过了5950X。

然后是多线程测试：

首先还是CineBench R23，可以发现M1的多线程R23成绩要低于4800U，哪怕15W的4800U的多线程R23成绩也要高于功耗接近的M1。但7833分的程野也显著高于11代低压酷睿的1165G7，相比16款第一代Touch Bar的MacBook Pro13的I5-6267U而言，性能更是几乎提高了4倍！而这一台MBP，则正是笔者之前一直使用了将近5年之久的电脑。。。该说是技术发展的太快呢，还是当年牙膏挤的太少呢。。。

Geekbench 5的多线程成绩，和R23的成绩还是比较接近。

那么，从测试成绩来看，M1的CPU单核性能是和1165G7比较接近的，而多核心性能则不太好界定，似乎是介于1165G7和4800U之间，于是笔者又准备去一些多线程成绩接近的处理器来对比。最终在NanoReview中找到了CineBench R23的测试排名：

可以看到，和M1处理器各方面性能接近的，应该是Zen3架构，低功耗的5600U处理器，使用6核心12线程，频率运行在2.3-4.2GHz，而M1的频率在2.1-3.2GHz。这是因为M1处理器的IPC非常高，实际上是主流平台IPC最高的处理器（包括A15），但X86架构的运行频率更高，实际性能可以用更高的频率来提升。

好了，总结一下M1的CPU多线程接近5600U的水平，但其实显著不如规格更高的5600H（后者多线程成绩在10000分以上）。单线程则和1167G7，H35的I7 11375H接近（多线程成绩M1更高）。考虑到Zen3架构之后5600U的单核性能也有不错的表现，只是略低于M1一些，那么可以把M1的性能类比为总体接近AMD的5600U处理器吧。

然后是GPU，这里还是来看Anandtech的测试，使用的是8核心GPU的完整版M1：

从跑分来看，M1的GPU性能是要显著高于集成显卡的，跑分甚至超过了560X

而实际游戏方面，这里测试的是古墓丽影暗影，则是接近560X的水平，类比N卡就是和1050Ti接近。

但这里存在几点问题：

哪怕是Mac平台优化很好的古墓丽影暗影，M1也仍是通过罗萨塔2转译来运行的，性能会有一定的损失

Mac平台的游戏能力并不是很好，古墓丽影暗影已经是针对Mac优化十分优秀的游戏了，其他不少游戏的运行效率实际还要有一定损耗。甚至一些游戏中M1只能得到和MX350近似的表现。

因此，如果游戏软件可以完全针对macOS和ARM平台来进行优化，那么M1的GPU性能表现应该会超过560和1050Ti的。但问题是目前Mac平台并没有这个游戏环境。。。因此按照现有的游戏环境来考虑的话M1的GPU还是很难和1050Ti真正的对比的。。。

所以最后M1的GPU可以说是在MX350和MX450之间吧，可以看成理论可以有1050Ti近似的水平但实际是接近MX450的表现，就算是低功耗的MX450水平吧。

说完性能后再说功耗，因为苹果是拿规模换功耗，所以M1作为现在的IPC之王，能耗比表现相当优秀，并且凭借大小核心设计，M1 MacBook Pro动辄20小时的续航水平是实打实的。

所以最终总结一下，因为M1不仅仅是一枚CPU更是一枚SOC，所以我们使用M1 MacBook Pro作为一个整体来进行比较：

使用M1的MacBook Pro大概是5600U+MX450的通用计算性能水平，而功耗甚至比1165G7核显笔记本还要更低，续航超长，发热很低，同时还拥有架构优势带来的超低代机功耗和瞬间唤醒设备的功能的一台轻薄型笔记本。

好了以上就是本篇文章的全部内容了，谢谢大家的耐心阅读，我们下次再见！

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