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Apple M2芯片将亮相:SOM的胜利
Apple M1 的发布风靡全球,从那时起,它证明了基于 ARM 内核的定制硅可以与主流 CPU 技术竞争。是什么让 Apple M1 如此独特,SoM 和 SoC 有什么优势,为什么 Apple M2 的传闻证明了 SoM 设计的成功?
来源:半导体行业观察 | 作者:sophie | 发布时间: 2022-03-07 | 2411 次浏览 | 分享到:

是什么让 Apple M1 与众不同?


Apple M1 本质上是一个安装在系统级模块 (SoM) 上的片上系统 (SoC),该模块采用完全定制的架构,专门用于运行包括 macOS 在内的 Apple 产品。M1 的核心是 8 个 ARM 内核,其中四个专用于高性能,另外四个专用于高效率。SoC 中还集成了一个具有八核和多级缓存的 GPU。

该 SoC 安装在集成系统内存的板上,具有 8GB 或 16GB 选项,这些选项不可升级。然后将整个设备封装在散热器中,板下侧的连接器允许安装在设备中。出于这个原因,Apple M1 与其说是 SoC,不如说是一个 SoM,因为它将多个硅器件组合成一个模块,然后在外部电路中使用。

SoC 和 SoM 是新兴技术,但它们并不“新”。Raspberry Pi 是向世界介绍 SoC 的众多优势的产品的一个很好的例子。为 Raspberry Pi 供电的 Broadcom 芯片将 CPU、MMU、GPU 和 I/O 控制器集成在一个封装中。这意味着整个计算系统可以集成到单个信用卡大小的 PCB 中。SoC 也大量用于物联网设计,ESP32 就是一个很好的例子;它将 CPU、内存和无线电控制器集成在一个封装中。

那么为什么 M1 如此具有开创性呢?在 M1 之前,只有平板电脑和智能手机等移动个人计算设备使用 ARM 内核。主流计算设备(PC 和笔记本电脑)使用 x86/x64 架构,只有笔记本电脑设备使用主流 CPU 的移动版本。这些 CPU 基本上来自以下两家公司之一:英特尔或 AMD。

众所周知,英特尔和AMD在移动行业有些欠缺,拥有强大的移动处理器往往意味着高能耗意味着电池寿命缩短。ARM 内核提供的节能效果是它们一直是移动设备中关键参与者的原因。

但Apple M1 改变了这一切,因为它在设计时考虑了移动和桌面处理。使用多个内核,每个内核都专用于高性能或高效率,允许系统在优化性能的同时节省功耗。这种效率远远优于简单地降低 CPU 时钟或限制内存,因为高性能内核将其硅空间专用于高性能,而高效内核将其硅空间专用于高效。

这意味着在需要效率的时候,唯一专用于该任务的硬件正在运行。经验结果表明,Apple M1 在最大负载下运行时消耗 39 瓦和 7 瓦,考虑到使用英特尔处理器的等效系统在空闲时消耗 20 瓦,在负载下消耗 122 瓦。M1 的成果有效地将苹果产品的电池寿命延长了一倍。

SoC和SoM有什么优势?