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Apple M1作為由ARM驅(qū)動的芯片，引起了許多關(guān)注，尤其是對于眾多果粉而言更是一件興奮的事情。因此，我們對這些設(shè)備及其生態(tài)做了一些比較傳統(tǒng)典型的評估，仔細研究新M1的性能，同傳統(tǒng)的x86進行對比。 
M1的CPU是5nm 8個大小核設(shè)計，具有4個性能內(nèi)核和4個效率內(nèi)核。其中，以用戶為中心的需要低延遲的前臺任務(wù)將在性能核心上運行，對延遲要求較低的后臺任務(wù)在四個效率內(nèi)核上運行。
除了8個CPU內(nèi)核，Mac Mini中的M1還具有8個GPU內(nèi)核，總共128個執(zhí)行單元，盡管在新架構(gòu)上獲得關(guān)于“蘋果VS非蘋果”的準(zhǔn)確基準(zhǔn)測試非常困難，但是我很有信心地說，這確實是世界領(lǐng)先的設(shè)計。可能在現(xiàn)有的CPU中有比M1更快的CPU，但如果在功耗不變的情況下，并沒有可以與其進行競爭的電腦和服務(wù)器CPU。同樣的，或許可以使用高端Nvidia或Radeon臺式機卡擊敗M1的GPU，但二者會在功耗、物理尺寸和熱量方面存在巨大差異。
ARM架構(gòu)的擴張
與傳統(tǒng)的Windows、Linux和macOS的架構(gòu)基礎(chǔ)64位X86相比，ARM架構(gòu)通常會有電源效率優(yōu)勢，這種能效優(yōu)勢使得ARM很早就贏得了在手機和平板電腦等移動設(shè)備領(lǐng)域的壓倒性勝利，其毫瓦級別的能耗使其在之后開始侵占數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，即使單個ARM處理器的性能通常不及他們的x86同類產(chǎn)品，但它們在完成相同工作量時，所需的功耗和散熱更低。
臺式機和傳統(tǒng)筆記本電腦是64位x86架構(gòu)的最后堡壘，在這些設(shè)備中，性能以及運行經(jīng)典的操作系統(tǒng)和軟件堆棧能力是最重要的評估標(biāo)準(zhǔn)。近些年，基于ARM架構(gòu)的臺式機逐漸多了起來，盡管它們往往運行速度慢且大多數(shù)處在低端市場，例如Pinebook Pro設(shè)備等。
不過，蘋果的新型M1 SoC絕對不屬于低端市場的產(chǎn)品之一，M1從一開始就被設(shè)計為功能強大且相對于傳統(tǒng)PC架構(gòu)而言具有競爭力的產(chǎn)品。
M1具體表現(xiàn)如何？
Geekbench 5.3.0
我們試圖將M1與其基于x86架構(gòu)的競品進行直接的性能比較。在我們的設(shè)備測評中，通常非常依賴通用的綜合基準(zhǔn)測試套件，該套件可以針對平臺進行各種測試，最終生成一個直觀的分數(shù)。但遺憾的是，并非所有基準(zhǔn)測試的套件都能在macOS上運行，很少有套件能夠在Apple silicon上運行，而且?guī)缀鯖]有能夠在Apple Silicon的macOS 11上運行的套件。
不過，Geekbench 5.3.0是個例外，其全新版本已經(jīng)能在Apple Silicon macOS本地運行。。
在Geekbench的測試中，無論是單線程CPU還是多線程CPU，M1都以最高的分數(shù)擊敗了競爭對手。而在OpenCL GPU測試中，M1依然以19482分的成績擊敗了i7-1185G7和Ryzen 7 4700U。
Cinebench R23
Cinebench的最新版R23提供了對ARM版本macOS的支持，它通常比Geekbench更受歡迎，盡管有人批評其使用Maxon圖形渲染軟件面向范圍過于狹窄，但我們認為它既能分辨CPU之間的差距，有比Geekbench更加接近現(xiàn)實世界的期望和Passmark通用基準(zhǔn)。
在用Cinebench測試中，蘋果M1以7804分的成績輕松擊敗了4核8線程i7-1185G7和8核8線程Ryzen 7 4700U，而 8核8線程Ryzen 9 5950X的分數(shù)達到了11850，遠超M1，不過值得注意的是，M1的八個內(nèi)核中只有四個是Firestorm的高性能版本，5950X的功耗（TDP）則是Mac Mini整個系統(tǒng)功耗的三倍以上。
在接下來的單線程測試中，M1以1520分的成績幾乎與Intel的i7-1185G7持平，Ryzen 9 5950X則以1625分的成績超過M1。如果將世界領(lǐng)先的單線程x86 CPU Ryzen 9 5950X和M1都限制為在4個線程，再次運行Cinebench R23，5950X與M1的4個高性能內(nèi)核同時運行，M1性能提升8.3%。
游戲與瀏覽器測試
瀏覽器的基準(zhǔn)測試是一項可以在不同架構(gòu)之間進行良好轉(zhuǎn)換的測試，因為它可以衡量相對真實的任務(wù)，例如復(fù)雜的操作在Web瀏覽器中呈現(xiàn)出的效果。盡管像Jetstream 2.0和Speedometer之類的基準(zhǔn)測試仍然具有綜合性，但它們可以模擬每個用戶所期望工作的世界操作，完成一些細節(jié)性任務(wù)。
通過測試瀏覽器，M1驅(qū)動的Mac Mini表現(xiàn)出色，當(dāng)在Apple Silicon上使用Safari時，比用Ryzen 4700U驅(qū)動的Acer Swift 3和用 Rosetta運行x86 Google Chrome時分數(shù)都要高。不過可能這些測試結(jié)果無法與實際的瀏覽體驗進行直接比較，它們都是運行速度非常快的設(shè)備，在Web和其他地方都會比較流暢，而Mini及其M1 ARM體系結(jié)構(gòu)也并不慢。
Mac Mini的M1處理器與最新的iPad和iPhone中的A12 Z和A14 Bionic共享ARM架構(gòu)，而蘋果在其App Store中為這些設(shè)備提供了共同的測試應(yīng)用程序3D mark的Slingshot Extreme移動游戲測試套件。可以從圖表中看出，M1表現(xiàn)最優(yōu)秀，如果想要在Mac Mini上玩手機游戲，那么只要該應(yīng)用能適配電腦，就會得到一流的體驗。
功耗
測試Ryzen7 4700u和Mac Mini功耗的方法不太相同。
對于Mac Mini而言，測試整個系統(tǒng)的功耗很簡單，將其插入Kill-A-Watt儀表，然后觀察顯示屏。測試由Ryzen 7 4700u驅(qū)動的Acer Swift 3時，測試了空閑狀態(tài)以及運行pigz -p1、pigz -p4和pigz -p8的狀態(tài)，使用Linux實用程序powertop，同時重復(fù)運行每個工作負載，直到電池放電穩(wěn)定到不超過0.1w波動。
需要注意的是，這種比較并不是特別公平，Acer Swift 3必須為顯示器供電，而Mac Mini則使用分立顯示屏，不過結(jié)果依然很明顯，由M1驅(qū)動的Mac Mini所消耗的電量依然比Swift少。
ARM與x86之間的競賽升級
盡管嘗試在少數(shù)通用的平臺上對全新的體系結(jié)構(gòu)進行基準(zhǔn)測試具有一定的局限性，但是很明顯，M1確實將高性能與高效率結(jié)合在了一起，這里測試的Mac Mini，其功耗和散熱特性不受限制時，M1的性能超過一些高性能移動CPU。
不過，M1也并非十分強大，如果競爭對手將更多的核心和線程帶入到大規(guī)模的并行競爭中，那么M1可能會被擊敗，不過競爭對手只能在功率和熱差異嚴重的情況下這樣做，可能在制造成本上也存在巨大差異。
除了對大規(guī)模并行的工作負載感到困惑之外，蘋果公司顯然已經(jīng)打破了高性能ARM臺式機和筆記本電腦設(shè)計的局限，即可以構(gòu)建一個即使是在高性能水平之下也能與x86競爭的ARM系統(tǒng)。
需要指出的是，這只是蘋果公司第一代ARM筆記本電腦，還會有很大的增長空間，新Mac Pro的后續(xù)設(shè)計可能具有8個性能核心，而不是4個。
另外，M1是基于臺積電5nm工藝制造的，該工藝比目前AMD和Intel使用的工藝更小，Intel即將推出的Rocket Lake臺式機CPU預(yù)計將在14nm上運行，而 AMD的5nm Zen 4架構(gòu)應(yīng)在2021年上市。
文章編譯自https://arstechnica.com/gadgets/2020/11/hands-on-with-the-apple-m1-a-seriously-fast-x86-competitor/
原文作者Jim Salter
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