可能連果粉都沒有料到,M5 芯片的進度會推進得這麽快。
明明今年下半年,蘋果才在沒有發布會的情況下,按照一天一台的節奏發布了首批搭載 M4 芯片的 Mac 産品線,而我們公司裏的非果粉同事購入的 Mac mini,甚至要到上個月底才拿到手。
結果大家新品還沒捂熱呢,這蘋果 M5 系列芯片的消息馬上就來了。
12 月 23 日,天風國際分析師郭明錤在 X 平台發文披露蘋果 M5 系列芯片的部分進展,該系列芯片已于數月前進入原型階段,預計 M5 芯片最快将于明年上半年量産上市,M5 Pro/Max、M5 Ultra 則最快将于 2025 下半年開始量産,最晚的話,也會在 2026 年全系登場。
(圖源:X)
沒錯,在這個蘋果産品從裏到外升級最多的一年,搭載 M5 芯片的 Mac 系列新品,卻可能會比你想象的更早到來。
其實對于蘋果 M5 系列芯片,果粉們都還挺期待的。
外網論壇 MacRumors 的網友,在熱門回複中表達了自己對蘋果未來芯片進步的預期,他認爲," 蘋果的軟硬件都會因爲 2nm 工藝得到顯著改善,随着下一代 SoC 的推出,可以預見性能将得到飛躍性的提高。"
(圖源:MacRumors)
可惜啊,從爆料來看,蘋果要讓他失望了。
根據郭明錤的爆料,蘋果這次并沒有用上台積電 2nm 制程工藝,而是基于台積電第三代 3nm 制程工藝(N3P)打造。
具體來說,目前台積電有多種 3nm 制程工藝,其中最常見的是 N3 工藝,采用 FinFET 晶體管技術,相較于 5nm 工藝,性能提升 10-15%,功耗降低 25-30%,邏輯密度提高 70%,A17 Bionic 和 M3 芯片采用的就是台積電 N3 工藝。
在此基礎上,台積電進一步削減成本、提高良率、增強芯片性能和能效,這便是第三代 3nm 制程工藝(N3E),2024 年發布的蘋果 A18 系列和 M4 系列芯片便是基于這項小有改進的制程工藝打造。
(圖源:蘋果)
而這次蘋果 M5 系列芯片采用的 N3P 工藝,則在現有的 N3E 工藝節點上進一步優化升級。
按照台積電的說法,在維持相同功耗的情況下,N3P 工藝打造的芯片性能提升約 4%;在保持相同性能的情況下,N3P 工藝打造的芯片功耗降低約 9%,這意味着使用 N3P 工藝制造的芯片在相同的功耗下能夠提供更高的計算能力和效率。
當然,性能提升幅度并不算高,但這兩種工藝的主要差異在于單位性能成本。
具體如何實現的咱們沒必要了解,簡單來說,就是前作 N3E 在芯片設計上較爲複雜,導緻良率相對更低,從而提高了生産成本,而 N3P 通過消除 EUV 層和使用一些避免 EUV 雙圖案的方法,略微降低了晶體管密度,但在良率、成本都會有不小的優勢。
對大廠來說,節省成本才是王道。
至于蘋果 M5 系列不用 2nm 制程工藝的原因,個人覺得,與其說是不想用,不如說是用不上。
(圖源:台積電)
在昨天舉行的 IEDM 2024 上,聯發科先進技術研發副總裁 Geoffrey Yeap 正式對外展示了台積電 2nm 芯片,抛棄掉傳統的 FFET 晶體改用 GAAFET 晶體管,這樣晶體管密度提高了 15%,相應的,同等功耗下,性能會提升 15%,或者在性能不變的情況下,功耗會降低 25-35% 左右。
問題就在這裏,直到今天,台積電 2nm 技術依然處于試産和展示階段,預計要到 2025 年下半年才能實現量産,而且剛開始試量産的時候,産能這塊肯定滿足不了蘋果的需求的。
既然短時間内用不上 2nm,蘋果又趕着進行芯片叠代,那就隻能包圓相對成熟的 N3P 産能了。
雖說這次制程隻能算小升級,但是蘋果還是在芯片封裝上下了點功夫的。
按照郭明琪的說法,這次 M5 Pro、Max 與 Ultra 都不再是傳統的 SoC,轉而采用了服務器級芯片的 SoIC 封裝技術。
這麽說來大家可能有些不懂,所以我也去查了一下。根據官方介紹,台積電 SoIC 是業内第一個高密度 3D chiplet 堆疊技術,其特性是可以讓芯片可以直接堆疊在芯片上,構建三維集成電路,實現更高的集成度、更低的能耗和更優的性能。
舉個例子,我們熟知的 SoC 其實是System on Chip的縮寫,其本質上由多個具有特定功能的集成電路組合在一個矽片上形成的系統或産品,其中包含完整的硬件系統及其承載的嵌入式軟件。
下圖爲蘋果 M4 SoC 的簡略版圖,和傳統意義上的處理器(即 CPU)不同,SoC 本身就集成了處理器(包括 CPU、DSP)、GPU、存儲器、各種互聯總線等,在單芯片上實現了功能的高度集成,其功能密度比傳統的闆級系統有着巨大的提升。
即便如此,SoC 依然是在平面矽片上集成的。
而 SoIC 的價值,就是把平面矽片升維到立體矽片堆疊的範疇。
你可以想象成疊疊樂,借助 SoIC 封裝,現在廠商可以在垂直尺度上将多個同質和異質的小芯片 / 裸片整合在同一設計中,這樣就可以使芯片在更小的區域面積下添加更多功能,而且多層堆疊的理念,也讓SoIC 在同樣的工藝條件下可以具備更多的晶體管層,集成密度更高。
在如今摩爾定律逐漸逼近物理極限,台積電 2nm 産線久久不能量産的情況下,SoIC 的技術原理确實讓其擁有着" 超越摩爾定律 "的潛力,這項技術或許就是蘋果突破集成度、性能等方面瓶頸的關鍵。
當然了,3D 堆疊帶來的散熱和功耗管理問題更加複雜,這也要求蘋果在設計早期階段進行全面的系統級優化。
最後,我們基于現有信息總結一下。
目前看來,M5 芯片隻能算是常規升級的一代,基于台積電芯片制程節點的小幅調整,對功耗、制程等方面進行進一步的補充與優化,理論性能表現和能耗表現和 M4 之間應該不會有太大差别。
換個說法的話,那就是今年購買 M4 芯片設備的果粉們,起碼是不用擔心背刺的啦。
而 M5 Pro、Max 與 Ultra,則通過全新的封裝工藝,在相同單位面積下容納進更多的晶體管,如果蘋果真的能在對應空間補充上 CPU 運算單元的話,那這批芯片有機會迎來 15%-20% 的理論性能提升,這可是在制程幾乎不變的情況下做到的。
至于 GPU 這塊,有消息說 M5 全系和 M4 系列芯片是同樣的規格,自然也沒有必要去期待能有多麽顯著地提升了。
按照計劃,蘋果應該會在明年年中登場的 MacBook Pro 上首發搭載 M5 系列芯片,但可能隻有最基礎的 M5 芯片版本,直接替換掉現行流通的 M4 芯片版本,産品設計上不會有什麽變化,算是一種降本增利的做法。
而去年發布的 Apple Vision Pro,預計也會在明年年底推出一款搭載蘋果 M5 芯片的換芯版本,至于升級版的 Vision Pro 是否會在功能或設計上有所改進,目前還沒有比較靠譜的爆料信息加以佐證。
有趣的是,自 2020 年蘋果宣布推出 M1 芯片并開始過渡到自研 Apple Silicon 以來,蘋果一直都在嘗試将自家芯片産品的更新節奏與主流業界脫鈎,将産品更新周期掌握在自己手中。
然而進入 2024 年後,我們不難發現 M4 的叠代相較于前代 M3 僅過去了半年時間,而 M5 的叠代似乎也會在一年内完成。
其原因,和蘋果 Mac 系列在中國市場的表現的逐年下滑密切相關。
(圖源:canalys)
根據知名數據調研公司 Canalys 出爐的 2024 年第三季度中國市場 PC 市場報告,在剛剛過去的第三季度,國内 PC 市場整體出貨量達到 1110 萬台,同比下滑 1%,聯想出貨量爲 390 萬台,市場份額高達 38%,華爲則以 9% 的市場份額排在第三位。
蘋果呢?哦,蘋果沒有進入前五。
原因其實很簡單,一是價格因素,如今在蘋果官網想要買到一台 16+512G 的最低配 M4 MacBook Pro,需要花費 12999 元,這個價位已經絕對遠超絕大多數消費者的購機預算。
作爲對比,聯想目前熱賣的輕薄本——ThinkBook 14+ 2024 銳龍版,售價隻要 5999 元,R7-8845H 的性能表現足夠出色,聯想爲安卓用戶提供了好用的互聯應用,甚至還有國内用戶也能體驗到的 AI 功能。
(圖源:聯想京東自營旗艦店)
二是體驗因素,在高通骁龍 X Elite 和英特爾 Ultra 200V 系列上市後,Windows 筆記本在離電性能和續航方面正不斷逼近着 Mac 系列的自留地,至于華爲 MateBook GT 這類兼顧了高性能和輕薄便攜的産品,更是目前蘋果所做不到的。
(圖源:華爲京東自營旗艦店)
在價格這個傳統劣勢之外,如今 Mac 在自己最重要的生态、續航等優勢方面也在不斷地被縮小,如果 Mac 依舊不重視産品線的完善和優化,以滿足消費者的多樣化需求,那麽它的市場份額一定會不斷下滑。
原地踏步的 M5 芯片,和屢遭差評的 "Apple Intelligence",真的能成爲 Mac 的救命稻草嗎?
答案,我想或許隻有蘋果知道。