来源:本文由半导体行业观察(ID:icbank)编译自anandtech,谢谢。
昨天,苹果发布了他们全新的MacBook系列产品。这不是一个普通的发布版本,如果说有什么不同的话,苹果今天所做的这一举动是15年来从未发生过的:开始了整个消费类Mac系列的CPU架构转型。
这个巨大的改变多亏了该公司在硬件和软件上的垂直整合,除了苹果公司,没有人能够如此迅速地引入。上一次苹果公司在2006年进行这样的尝试时,放弃了IBM的PowerPC ISA和处理器,转而支持英特尔x86设计。如今,英特尔正在被抛弃,苹果转而采用基于Arm-ISA的内部处理器和CPU微体系结构。
新处理器称为Apple M1,这是该公司首款针对Mac设计的SoC。它具有四个大型性能内核,四个效率内核和一个8-GPU内核GPU,在5nm工艺节点上具有160亿个晶体管。苹果公司正在为这种新的处理器系列启动新的SoC命名方案,但至少在理论上它看起来很像A14X。
今天的活动包含了许多新的官方公告,但也缺少(以典型的Apple方式)详细信息。今天,我们将剖析新的Apple M1新闻,并基于已经发布的Apple A14 SoC进行微体系结构的深入研究。
Apple M1 SoC:适用于Mac的A14X
新款Apple M1确实是Apple进行新的重大旅程的开始。在苹果公司的演讲中,该公司并未在设计细节上透露太多,但是有一张幻灯片告诉了我们很多有关芯片的封装和架构的信息:
这种在有机封装中嵌入DRAM的封装方式对苹果来说并不新鲜;他们从A12开始就一直在使用它。当涉及到高端芯片时,苹果喜欢使用这种封装而不是通常的智能手机POP封装(封装上的封装),因为这些芯片在设计时考虑到了更高的TDP。因此,将DRAM放在计算机芯片的旁边,而不是放在其上,有助于确保这些芯片仍能得到有效冷却。
这也意味着,我们几乎可以肯定地看到新芯片上的128位DRAM总线,与上一代a-X芯片非常相似。
在同一张幻灯片上,苹果似乎也使用了新M1芯片的实际裸片(die)镜头。它完全符合苹果公司所描述的芯片特性,看起来就像一个真正的裸片照片。这可能是我做过的最快的裸片注释了:
我们可以看到M1的四个Firestorm高性能CPU核心在左侧。注意大量的缓存——12MB缓存是这次事件的一个令人惊讶的发现,因为A14仍然只有8MB的二级缓存。新的缓存看起来被分成了3个更大的块,考虑到苹果的新配置从8MB过渡到12MB,这是合理的,毕竟它现在被4核使用而不是2核。
同时,在SoC中心附近找到了4个Icestorm效率核心,在上面,我们可以找到SoC的系统级缓存,该缓存在所有IP块之间共享。
最后,8核的GPU占据了大量的die space,并且位于这个die shot的上半部。
M1最有趣的地方是它与Intel和AMD其他CPU设计的比较。上述所有模块仍然只覆盖了整个裸片的一部分,并带有大量的辅助IP。苹果提到M1是一个真正的SoC,包括之前Mac笔记本电脑内部的几个分立芯片的功能,比如I/O控制器和苹果的SSD和安全控制器。