虽然日常一直在用 MacBook,但是说实话我是没有去了解 M 系列芯片的具体性能的,虽然之前从 Intel 转向 M 系列芯片的时候有看过几个视频,说 M 系列的芯片确实在散热,省电和性能上碾压了 Intel,但是之后也没有继续再关注,直到前段时间在小红书上看到有闲着没事干的人分享了一个图片,图片内容是历年了 Apple 在 WWDC 上说的和前一代相比 CPU 性能又提升了多少,于是他把 M1 芯片作为基数 1 ,然后依次给不同系列的芯片乘以倍数,得出了一个非常有意思的表格。

芯片性能比例表

以 M1 芯片为 1,后面的芯片在 1 的基础上倍数。

芯片 CPU GPU NPU
M1 1 1 1
M1 Pro 1.7 2 1
M1 Max 1.7 4 1
M1 Ultra 3.4 8 2
M2 1.18 1.35 1.4
M2 Pro 1.9 2.6 1.4
M2 Max 1.9 5.2 1.4
M2 Ultra 4.08 10.4 2.8
M3 1.35 1.65 1.6
M3 Pro 2.21 2.8 1.6
M3 Max 3.06 6 1.6
M4 1.77 1.65 3.4

免责声明,此基数及倍数全部由 WWDC 官方宣传图得来,但具体实际性能还需要实际使用才能知道。

Apple silicon 简短历史

Apple silicon 的故事可以追溯到 2010 年,Apple 推出了首款自主研发的芯片 (Soc) —- Apple A4 ,芯片使用 ARM 架构,出现在第一代 iPad 和 iPhone 4 中。这个是 Apple 设计芯片的开端。

之后 A 系列的芯片被用在 iPhone,iPad 以及 Apple TV 中,A 系列的芯片也出现在已经停产的 iPod Touch 以及 HomePod 中。随着 Apple 不断地改进,提升核心数量,集成图形硬件和速度,逐渐拥有了媲美笔记本和台式机的性能。

随着技术积累,苹果决定脱离自 2006 年以来为 Mac 提供处理器的 Intel。2020 年宣布 Mac 全系列转向自家设计的芯片,于是 M 系列处理器的时代展开了。

Apple 自从 2020 年 WWDC 宣布将 Mac 全系列切换成 Apple silicon 过去已经有 4 年了,第一台搭载了 M 系列芯片的 Apple M1 MacBook 在 2020 年 11 月 10 号发售,直至今天所有的 Mac 产品线已经全部更换为 Apple silicon 芯片。

M 系列芯片

Apple M 系列的芯片至今为止也已经迭代了 4 代,短短的几年时间里面 M 系列芯片性能提升也非常巨大,苹果也一跃称为了顶尖的芯片制造商。

在目前的 M 系列芯片中包含了如下型号

芯片 发售日期
M1 2020.11.10~2024.05.07
M1 Pro 2021.1018~2023.01.17
M1 Max 2022.03.08~2023.06.05
M2 2022.06.06~
M2 Pro 2023.01.17~
M2 Max 2023.01.17~
M2 Ultra 2023.06.05~
M3 2023.10.30~
M3 Pro 2023.10.30~
M3 Max 2023.10.30~
M4 2024.05.07

介绍

  • M1,M2,M3 是标准版本,兼顾了性能和电量消耗
  • M1 Pro,M2 Pro,M3 Pro,增加了额外的 CPU,M1 Pro 和 M2 Pro 芯片则相较于 M2 和 M3 芯片有更多的内存带宽(memory bandwidth)200 GB/s,M3 Pro 芯片则只有 150 GB/s
  • M1 Max,M2 Max,M3 Max,则是在 GPU 上比 Pro 系列增强,并且比 M1 Pro ,M2 Pro 有两倍的内存带宽 400 GB/s,用更好的图形处理性能
  • M1 Ultra 和 M2 Ultra 则是在 M1 MAX 和 M2 MAX 上同时提升了 CPU 和 GPU 性能,并且拥有 800GB/s 的内存带宽

产品线

芯片 标准版 Pro Max Ultra
M1 MacBook Air(2020)
Mac mini(2020)
MacBook Pro(13-inch 2020)
iMac(2021)
iPad Pro(2021)
iPad Air(2022)
MacBook Pro(14-inch and 16-inch, 2021)
MacBook Pro (14-inch, 16-inch, 2021)
Mac Studio(2022)
Mac Studio(2022)
M2 MacBook Air(2022, 2023)
MacBook Pro(13-inch, 2022)
iPad Pro(2022)
Mac Mini(2023)
Vision Pro(2024)
MacBook Pro(14-inch, 16-inch, early 2023)
Mac mini(2023)
MacBook Pro(14-inch, 16-inch, early 2023)
Mac Studio(2023)
Mac Studio(2023)
Mac Pro(2023)
M3 MacBook Pro(14-inch, late 2023)
iMac (2023)
MacBook Air (13-inch, 15-inch, 2024)
MacBook Pro (14-inch, 16-inch, late 2023) MacBook Pro(14-inch, 16-inch, late 2023)  

核心数

CPU 和 GPU 的核心数影响了 Apple silicon 芯片的整体性能,以及多任务处理的能力。核心数越多在多任务处理,尤其是 CPU 和 GPU 资源消耗的任务来说有优势。

不同系列的芯片在核心数上也有不同的差别。

芯片 标准 Pro Max Ultra
M1 4 高性能核心
4 高能效(energy efficient)
7, 8 核 GPU
两个版本
6 个高性能核心 + 2 个高能效核心 + 14 核 GPU
8 个高性能核心 + 2 个高能效 + 16 核 GPU
8 高性能
2 高能效
24 或 32 核 GPU
16 高性能
4 个高能效
48 或 64 核 GPU
M2 4 高性能
4 高能效
8,10 核 GPU
6 或 8 个高性能
4 个高能效
16 或 19 核 GPU
8 高性能
4 高能效
30,38 核 GPU
16 高性能
8 高能效
60 或 76 核 GPU
M3 4 高性能
4 高能效
8,10 核 GPU
5,6 核高性能
6 高能效
14,18 核 GPU
10,12 高性能
4 高能效
30,40 核 GPU
 

单核性能

芯片 (Standard) Pro Max Ultra
M1 2,330–2,350 2,360–2,370 2,380–2,400 2,384
M2 2,570–2,630 2,640–2,650 2,740–2,800 2,760–2,770
M3 3,010 3,120 3,120  

多核性能

芯片 (Standard) Pro Max Ultra
M1 8,250–8,390 10,300–12,200 12,180–12,430 17,810
M2 9,630–9,650 12,100–14,250 14,500–14,810 21,180–21,320
M3 11,763 14,010–14,410 19,160–21,215  

M1、M2 和 M3 芯片在单核和多核任务中的性能逐步提升,尤其是 M3 芯片在各方面表现出更高的性能。然而,值得注意的是,基准测试并不能完全反映实际使用情况。基准测试专注于特定任务和合成负载,无法准确捕捉真实世界的使用场景和变化。

统一内存架构

Apple Silicon 芯片采用统一内存架构,意味着内存直接与处理器相连,以实现最大速度和效率。这意味着所选的芯片决定了可用的内存选项,且内存无法在后期进行升级。

芯片 (Standard) Pro Max Ultra
M1 8GB
16GB
16GB
32GB
32GB
64GB
64GB
128GB
M2 8GB
16GB
24GB
16GB
32GB
32GB
64GB
96GB
64GB
128GB
192GB
M3 8GB
16GB
24GB
18GB
36GB
36GB
48GB
64GB
96GB
128GB
 

决定需要多少内存取决于你的具体任务和使用模式。对于大多数用户来说,8GB 内存已经足够,但如果有更高强度的多任务需求,升级到 16GB 或 24GB 是合理的。超过 32GB 的内存通常适用于非常高要求的工作流程。

总结

总体来说,如果是 Apple Silicon 的新用户,还不确定选择哪款芯片,可以参考以下原则:

  • 如果需要良好的价格、性能和电池寿命平衡,并且有日常计算需求,选择 M1、M2 或 M3。
  • 如果需要专注性能以应对稍强的工作,比如编程,设计做图,选择 M1 Pro、M2 Pro 或 M3 Pro。
  • 如果需要额外的图形性能来处理图像、视频、图形设计或游戏,比如视频剪辑,渲染视频,选择 M1 Max、M2 Max 或 M3 Max。
  • 如果需要最高的整体性能以应对极高强度的专业工作,选择 M1 Ultra 或 M2 Ultra。

通常来说,从任一 M1 芯片升级到其直接继任者并不值得。如果你已经是 M2 用户,可能更好等到 Apple 在未来几年推出 M4 系列芯片再进行升级。