Apple Unleashed:加速朝Arm轉移

作者 : Brian Dipert,EDN專欄作者

Apple在今年十月的‘Unleashed’發佈會發表的後繼SoC更加令人驚喜且興奮。但今年發佈會釋出的消息都離不開音訊...

蘋果(Apple)在2020年中的全球開發者大會(WDC)首度概念性揭露其M1 SoC,並於同年11月以新系統形式發佈多款產品(新款Mac mini、13吋MacBook Air和MacBook Pro,接著是在今年4月發佈的24吋iMac),讓人對M1 SoC的微影製程基礎、電晶體數量以及其他特性印象深刻。

而今年十月「來炸場」(Unleashed)發佈會的後繼SoC將更加令人驚喜且興奮。但筆者掌握的資訊還不只這些,因為今年‘Unleashed’發佈會所釋出的消息都離不開音訊。

旋律繚繞的10

不過,至少就筆者來看,「新穎大膽且具表現力的色彩」(new bold and expressive colors),並不足以扭轉至今存在感本就相對薄弱的Apple HomePod,其所處的這一智慧語音裝置市場目前已由亞馬遜(Amazon) Echo和Google Nest主宰已久。

多部Apple HomePod mini可營造更廣闊的音效。

也許Apple應該(重新)找一個部門老大來才有所幫助(比方帶來新思維,你知道的),但肯定需要花點時間,而且還得看他說的話能不能讓Apple執行長Tim Cook或是其他更位高權重的高層聽進去,就算可以,那又需要花多少時間呢?

同樣地,筆者也懷疑,一個低價且僅由Siri語音控制(且其他功能剔除或弱化)的Apple Music,能對目前由Spotify、Amazon Music、Google YouTube Music、SiriusXM & Pandora、Tidal (針對追求高音質的發燒樂迷)以及其他競爭產品所瓜分的市佔現況產生多少影響?不過,或許在免費試用期結束後,它可以提供使用者一個更有價格吸引力的選擇。

「廣播」功能可在兩部HomePod mini之間快速互傳訊息,或是傳送訊息至iPhoneiPadApple WatchAirPodsCarPlay

而讓筆者更感興趣的是第三代的AirPods——對其第二代「前輩」(仍在銷售中且已永久降價)進行乾淨俐落的功能升級,同時仍保留與其表親AirPods Pro差異化的功能——筆者本人已做過比較。

現在它們具備自適應等化(EQ;針對每位使用者獨特的耳機置入方式與耳道聲學,自動微調其頻域響應)、空間音效支援,以及更長的(宣稱)電池壽命,但拿掉了‘Pro’的靈活提示和主動降噪功能,新增「對話增強」音量提高選擇支援。如今這兩款AirPods皆提供無線充電盒,包含支援MagSafe的磁鐵,只是提到MagSafe…(以下請自行Google)

這裡有一批晶片,有人要嗎?

回到去年11月,Apple發佈其M1 SoC時,筆者當時寫道:

這是一款採用5nm製程的怪獸級晶片,容納160億個電晶體,超越驅動iPhone 12A14 SoC (118億個電晶體)

由於筆者認為還未公開而沒提到的,是其晶片大小為120mm2。從那時起我們都猜測高階版本也即將發佈,只是沒人知道Apple會幫它們取什麼名字(那也不太重要):會快步追隨iPad SoC架構的步伐也叫M1X?或是稱為M2?現在答案已經揭曉,它們就是M1 Pro和M1 Max (分別是以下的兩張圖片,兩者都和DRAM一起進行系統級封裝)。

Apple M1 Pro (上圖)M1 Max (下圖) SoC

藉由這兩款SoC,Apple從M1的四「大」(Apple稱之為「高性能」)/四「小」(「高效率」) CPU核心排列,轉換為八核心(但在晶片上:不一定全部運作)高性能/高效率的雙核心處理器叢集。很明顯地,在此更為關鍵的是峰值運算速度。筆者猜想,Apple想維持和原始M1 (以及A14)相同的‘Firestorm + Icestorm CPU’核心架構組合,而非轉往今年9月剛發佈的後續晶片A15 SoC之‘Avalanche + Bizzard’核心。不過只有時間能證明一切(還有標竿測試,以及開發者洩漏…),畢竟Apple一如往常地,並未多加談論關於時脈速度相關的議題。

相對於基本版M1,M1 Pro和M1 Max另一項主要的強化(以及彼此間的比較)是繪圖核心和系統DRAM控制器子系統。原始M1有8個繪圖處理核心,但只有其中7個會在特定的系統配置下啟用,M1 Pro則總共有16核心,M1 Max更有多達兩倍的32核。

再者,除了從M1原本支援的LPDDR4X DRAM轉換為LPDDR5,Apple也加大了整體的系統記憶體匯流排寬度,從M1的128位元,提升到M1 Pro的256位元,以及M1 Max的512位元,以提供峰值頻寬和最大容量的優勢。所有的這些強化功能都可以在Apple公佈的M1 Pro (上方)和M1 Max (下方)晶片圖中得到證實,這也暗示了其SoC設計的共通性(如果你覺得M1 Max的下方三分之一是其中間三分之一的鏡像,同時也是M1 Pro下半部的鏡像,那算你厲害)。

Apple M1 Pro (上圖)M1 Max (下圖)均支援LPDDR5X DRAM

而Apple公司的管理階層也很樂於公開宣揚其關於電晶體數量的優勢。就筆者所知,M1的全部三個版本都採用相同的台積電(TSMC) 5nm製程,如同前面曾提過的,「基本版」M1具有160億個電晶體,M1 Pro擁有的數量更是超過2倍達到337億個,M1 Max則是再高近2倍的570億。Apple雖然沒有公開新晶片的尺寸大小,但的確將其排排站地展示了全部的3個晶片版本。

Apple M1M1 ProM1 Max SoC排排站。

AnandTech快速地做了一些計算並提出其估計(同樣以M1的120mm2做為比較)如下:

  • M1 Pro尺寸,245mm2
  • M1 Max尺寸,432mm2

我要再驚呼一次,哇!即使台積電的5nm製程可能已經比一年前更加成熟(即良率更高),但這些晶片還是蠻「巨大」的。這也就是為什麼基於良率最大化(以及產品層級差異化的理由),根據所選擇的系統配置不同,你會在M1 Pro中發現6個或全部的8個「高性能」核心。同樣地,不同的M1 Pro層級會提供14或16個GPU核心,M1 Max則提供24和32個繪圖核心配置。至於系統…

Mac的新大腦

我們來看看配備M1 Pro和M1 Max核心系統的產品,它們分別是14和16吋的MacBook Pro筆記型電腦,也是承接上一代採英特爾(Intel) x86處理器的後繼者,而如今其系統記憶體配置選擇最高達到64Gb。

配備M1 Pro/Max SoCMacBook Pro筆記型電腦,支援最高達64Gb系統記憶體。

最近這些前一代產品的出貨時間明顯拉長了,加上在新產品消息洩漏兩者之間,Apple的發佈並不令人驚訝。有趣也諷刺的是,後繼者比那些採用Intel處理器的前代產品要來的稍微厚且重了些(還加上宣稱由更為節能的CPU所驅動),原因可能是使用了更加「粗勇」的內建電池組以換取更長的使用時間/壽命。

其強大的繪圖處理器還能夠同時驅動眾多的外部顯示器以及整合型LCD。這些LCD的邊框比以前更薄,意味著「瀏海」用於容納1,080p的內建網路攝影機(系統軟體可透過建立一個頂部的虛擬邊框,選擇將「瀏海」隱藏起來)。雖然顯示器尺寸明顯有差別,但兩款機型的畫素間距不變;這表示14吋機型的解析度為3,024×1964,16吋機型則為3,456×2,234。HDMI (僅支援2.0)以外部顯示選項回歸,伴隨多個Thunderbolt 4埠、SD卡插槽和消失許久的MagSafe電源轉換器也回來了。至於很少用到的Touch Bar則被取消了。

可想而知,Apple的所有‘Pro’型號軟體套件也都已進行升級以支援新硬體。

Apple升級軟體套件以支援新的Pro’系列機型硬體。

而開發已久的MacOS 12‘Monterey’,預計很快地也將發佈,筆者猜想,也許我會找個週末把我現有的系統升級到MacOS 10.14‘Catalina’,因為Apple僅支援其最新三個版本的作業系統(OS)、錯誤與漏洞修正檔以及其他更新。說到筆者現有的系統…

大約一年轉換期…

當Apple在2020年中宣佈其電腦產品線將轉向採用自家晶片時,該公司預測這一轉換將在2022年底完成。大約在一年半後,承接前一代Intel架構的Arm新型後繼產品系列,排排站大概是下面這個樣子:

不令人意外,還沒出籠的幾乎都是些高階系統產品,以及Apple仍在銷售中的21吋iMac (至少在筆者寫這篇文章時)。以27吋iMac為例,現在只剩下Intel核心的產品;記得今年稍早,Apple甚至停產了高階(也是Intel核心)的iPad Pro。而那些為專業人士量身打造的桌機版Mac Pro,Apple將如何提供其服務?

正如筆者前面所說的,新的M1 Pro和M1 Max SoC晶片尺寸已經比想像中要來的「巨大」,下一代的半導體製程也不會很快到來(至少在Apple所需的時程內)。因此筆者的最佳猜測是,從現在到明年底間,Apple將會發佈‘M2’SoC,粗略從CPU和GPU核心數來看,跟現在的M1差不多,但採用衍生自A15的微架構,並以系統級增加核心數和系統記憶體配置來實現多個SoC互連,大概就有點像AMD在其最新一代CPU中所採用的‘Chiplet’(小晶片技術)。如此能夠讓公司利用相同的晶片跨越不同的系統產品版本。換句話說,公司可以選擇性地開發專業訂製的晶片:一個僅有CPU核心的主處理器IC,依常理和一個僅有GPU核心的繪圖處理器IC會更加匹配。我們就等著看吧!

那其他傳聞中即將推出的系統產品又是什麼情況,如高階Mac mini?首先讓我們探索為什麼這樣的產品有存在的可能性。看看三代Mac mini,比較其不同的後面板配置與連接器演變吧!首先是2014年末Intel核心版Mac mini的後面板,是筆者目前服役中的兩個Mac系統之一(還有一個是筆者最近提過的,2015年初13吋的MacBook Pro)。

2014Intel核心版Mac mini的後面板。

看看這些連接埠!這是2018年的後繼產品,同樣採用Intel架構:

2018Intel核心版Mac mini的後面板。

最後再看看右圖的最新M1 Mac mini後面板,連接埠看來已相當充足了。

2021年全新M1核心版Mac mini的後面板。

過去一年來,好幾次我都告訴自己,來「敗」一台新的M1 Mac mini吧!但相對不足的外部連接,加上最大系統記憶體只有16Gb (還有相對主流8Gb選擇的可笑加價),都讓我下不了手,但筆者承認自己是非典型果粉;對於大多數人而言,M1 Mac mini已經夠用,至於高階使用者,Mac Pro才是永遠的選擇。

有一點得說說:Mac mini原本的出發點乃低價取向,是針對已經擁有鍵盤、滑鼠以及顯示器的PC使用者,提供進入Apple生態系統的「大門鑰匙」。然而,隨著時間過去,Mac mini變得愈來愈粗勇且昂貴,模糊了其與Mac Pro之間的定位區別;The Verge在2018年發表Apple Mac《Mini更強大也更貴》(Mini Gets Mighty and Pricey)一文即已說明了一切。所以,假如Apple先不推採用自家晶片的Mac mini,而繼續銷售Intel架構的高階版,直到採用自家晶片的Mac Pro準備好上市,筆者也不會覺得驚訝。

而去年11月推出的13吋M1 MacBook Pro又如何?現在比它更大的14和16吋兄弟都現身了,所以我懷疑它可能已不適合這個世道,而它和13吋M1 MacBook Air之間的差異始終最令人質疑。

(參考原文:Apple’s ‘Unleashed’ October: Revving up the Arm transition,by Brian Dipert)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2021年12月號雜誌

加入LINE@,最新消息一手掌握!

發表評論