
传言苹果即将推出的高端M5 Pro和M5 Max处理器将采用与M5不同的全新架构设计,旨在提升可扩展性。这两款芯片预计将首次搭载在下一代MacBook Pro产品中。
这种架构变革将使芯片加速更加容易和高效,同时减少发热量,可能还会提升电池续航时间。为了实现这一目标,据传苹果已从TSMC为M5采用的片上系统(SoC)布局转向定制版本的TSMC片上集成芯片水平封装布局,称为SoIC-MH。
现有架构的局限性
在苹果M5采用的SoC架构中,除内存外的所有组件都在单一芯片上整体制造,然后连接到系统内存。苹果本质上一直通过组合多个芯片来实现Pro、Max和Ultra芯片的性能提升。
这就是为什么Max和Ultra芯片的GPU核心数量通常是两个低端版本的两倍。但这一直是一种相当低效且缺乏灵活性的性能扩展方式。
TSMC的SoIC制造工艺为选定的功能组创建独立的芯片(或小芯片),然后通过微小的高速连接链接到单一封装中,并与内存结合形成最终芯片。
对于苹果而言,预期是将GPU移至独立的小芯片上,使其性能扩展能够独立于CPU进行。这一点至关重要,因为对张量处理(用于人工智能)和图形处理能力的需求正在快速增长,而对高性能CPU的需求目前相对较少。
SoIC通常采用堆叠小芯片设计,允许最小且因此最快的互连。但苹果可能使用定制的SoIC-MH布局,将小芯片布置在主芯片旁边而非堆叠。
性能影响预测
在缺乏确切信息的情况下,很难预测这种变化对性能会产生多大影响。
例如,苹果可以在某些系统配置中减少GPU核心数量而非增加,尽管我真的怀疑苹果会想要降低性能。此外,这种布局可能会改变苹果对CPU核心数量的选择,这取决于苹果如何处理芯片上释放的空间,或者公司是否选择缩小芯片尺寸。
但当苹果为Mac Pro发布M1 Ultra时,我看到它只使用集成图形后的第一个想法是,这不是一个很好的长期芯片架构策略。
每一代产品中,我都在等待问题的暴露:M系列仍然不支持独立显卡,只支持芯片的集成GPU,这意味着公司需要更好的方法来随时间增加片上GPU功率。苹果通过在M5的每个GPU核心中添加神经加速器来解决人工智能张量处理需求,但每核心一个加速器的方法也是一条缓慢的道路。
我不知道GPU小芯片是否是解决这些问题的最佳方案,但这有望让苹果在GPU中塞入尽可能多的核心,而不受芯片上固定可用空间的限制。反过来,这可能使苹果能够提供一款14英寸MacBook Pro,在大型机器学习工作负载方面真正具有竞争力。
如果苹果真的实施这种类型的架构,那么我们肯定会在全球开发者大会(苹果的年度开发者会议)上看到M5 Pro和Max系统,因为苹果需要再次激发开发者对游戏和人工智能的热情。
考虑到内存严重短缺等障碍对笔记本电脑价格的压力,以这种方式提供GPU和CPU性能解耦的芯片选项的能力可能有助于控制成本,或者至少让你更容易在预算范围内从细分配置选项中做出选择。
Q&A
Q1:苹果M5 Pro和M5 Max芯片与M5有什么不同?
A:M5 Pro和M5 Max预计将采用全新的架构设计,从传统的片上系统(SoC)布局转向TSMC的SoIC-MH布局。这种变化将提升可扩展性,使芯片加速更容易高效,同时减少发热量并可能提升电池续航。
Q2:为什么苹果要改变芯片架构设计?
A:现有架构通过组合多个芯片来提升性能,这是低效且缺乏灵活性的扩展方式。新架构将GPU移至独立小芯片,使其性能扩展能够独立于CPU进行,这对满足快速增长的人工智能和图形处理需求至关重要。
Q3:这种新架构对MacBook Pro用户有什么好处?
A:新架构可能使14英寸MacBook Pro在大型机器学习工作负载方面更具竞争力,同时提供GPU和CPU性能解耦的芯片选项,有助于控制成本,让用户更容易在预算范围内选择合适的配置。