蘋(píng)果的GPU，言過(guò)其實(shí)
蘋(píng)果的GPU，言過(guò)其實(shí)
蘋(píng)果已經(jīng)披露了其新 M2 處理器的大部分主要細(xì)節(jié)。該披露充滿(mǎn)了常見(jiàn)的 Apple 式夸張，包括與未能準(zhǔn)確披露正在測(cè)試的 PC 硬件的比較。盡管如此，M1 一直是一款不錯(cuò)的芯片，尤其是對(duì)于 MacBook 筆記本電腦而言，而 M2 看起來(lái)會(huì)改進(jìn)設(shè)計(jì)并將其提升到一個(gè)新的水平。但是，Apple 必須遵守與所有其他芯片公司一樣的規(guī)則，不能輕易創(chuàng)造奇跡。
M1 是 2020 年第一款上市的 5nm 級(jí)處理器。兩年后，臺(tái)積電的下一代 3nm 技術(shù)還沒(méi)有完全準(zhǔn)備好，因此蘋(píng)果不得不湊合著使用優(yōu)化的 N5P 節(jié)點(diǎn)，即“第二代5納米工藝?！?這意味著晶體管密度并沒(méi)有真正發(fā)生太大變化，這意味著蘋(píng)果必須使用更大的芯片來(lái)獲得更多的晶體管和性能。這從數(shù)據(jù)可以看到，M1 有 160 億個(gè)晶體管，而 M2 將增加到 200 億個(gè)。
總體而言，Apple 聲稱(chēng) CPU 性能將比其之前的 M1 芯片快 18%，而 GPU 將快 35% - 請(qǐng)注意，Apple 在此討論中不包括 M1 Pro、M1 Max 或 M1 Ultra。不過(guò)，我對(duì) GPU 功能更感興趣，坦率地說(shuō)，它們并沒(méi)有給人留下深刻的印象。
是的，M2 的圖形速度很快對(duì)于集成解決方案，但這究竟意味著什么，它與最好的顯卡相比如何？如果手頭沒(méi)有用于測(cè)試的硬件，我們無(wú)法確切說(shuō)明它將如何執(zhí)行，但我們確實(shí)可以進(jìn)行一些合理的比較。
讓我們從原始性能數(shù)據(jù)開(kāi)始。并非所有的 teraflops 都是平等的，因?yàn)榧軜?gòu)設(shè)計(jì)決策肯定會(huì)發(fā)揮作用，但我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^(guò)查看我們所知道的來(lái)獲得一些合理的估計(jì)。
例如，Nvidia 在其RTX 3050 GPU上具有 9.0 teraflops 的理論單精度性能，而AMD 的 RX 6600具有 8.9 teraflops 的理論性能。在紙面上，這兩個(gè) GPU 看起來(lái)相對(duì)相等，它們甚至具有相似的內(nèi)存帶寬——兩張卡都是 224 GB/s，這得益于具有 14Gbps GDDR6 的 128 位內(nèi)存接口。然而，在我們的GPU 基準(zhǔn)測(cè)試層次結(jié)構(gòu)中，RX 6600 在 1080p 時(shí)快 30%，在 1440p 時(shí)快 22%。（請(qǐng)注意，在我們的光線追蹤測(cè)試套件中，RTX 3050 大約快 15%。）
在架構(gòu)上，Apple 的 GPU 在基于 teraflops 的實(shí)際性能方面看起來(lái)與 AMD 相似。例如，M1 的額定理論值為 2.6 teraflops，帶寬為 68 GB/s。這大約是 AMD RX 5500 XT 的一半 teraflops 和三分之一的帶寬，在圖形基準(zhǔn)測(cè)試中，M1 通常運(yùn)行速度大約是其一半。我們預(yù)計(jì) M2 GPU 不會(huì)有任何大規(guī)模的架構(gòu)更新，因此它應(yīng)該與 AMD 的 RDNA 2 GPU 相對(duì)相似。
AMD 和 Apple 都沒(méi)有 Nvidia 的雙 FP32 管道（其中一個(gè)也處理 INT32 計(jì)算），并且 AMD 擁有 Infinity Cache，至少在實(shí)踐中應(yīng)該類(lèi)似于 Apple “更大的 L2 緩存”的說(shuō)法。
M2 GPU 的額定速度僅為 3.6 teraflops。這還不到 RX 6600 和 RTX 3050 的一半，也低于 AMD 備受詬病的RX 6500 XT（5.8 teraflops 和 144 GB/s 帶寬）。這不是游戲的世界末日，但我們不希望 M2 GPU 能夠以最大設(shè)置和 60 fps 的速度通過(guò) 1080p。
誠(chéng)然，Apple 正在做集成顯卡，就集成解決方案而言，3.6 teraflops 相當(dāng)不錯(cuò)。最接近的比較是 AMD 的 Ryzen 7 6800U 與 RDNA 2 顯卡。該處理器有 12 個(gè)計(jì)算單元 (CU)，時(shí)鐘頻率高達(dá) 2.2 GHz，達(dá)到 3.4 teraflops。它還在雙通道 128 位總線上使用共享 DDR5 內(nèi)存，因此像華碩 Zenbook S 13 OLED中的 LPDDR5-6400將提供 102.4 GB/s 的帶寬。
這基本上就是我們對(duì) Apple 的 M2 GPU 所期望的性能水平，再次，給予或接受。它比英特爾現(xiàn)有的集成顯卡解決方案快得多，并且完全擊敗了上一代基于英特爾的 MacBook 中使用的第 8 代英特爾酷睿 GPU。但這不會(huì)是一個(gè)很棒的游戲解決方案。我們的目標(biāo)更多是足夠的。
另一個(gè)值得注意的有趣事項(xiàng)是，Apple 沒(méi)有提及 AV1 編碼/解碼支持。AVI 得到了一些大公司的支持，包括亞馬遜、谷歌、英特爾、微軟和 Netflix。到目前為止，英特爾是唯一一家支持 AV1 編碼的 PC 圖形公司，而 AMD 和 Nvidia 在其最新的 RDNA 2（Navi 24 除外）和 Ampere GPU 上支持 AV1 解碼。
蘋(píng)果還詳細(xì)介紹了其即將推出的MetalFX 升級(jí)算法，這是非常有意義的。Apple 在其所有產(chǎn)品上都使用高分辨率 Retina 顯示屏，如果沒(méi)有任何幫助，3.6 teraflops GPU 和 100 GB/s 帶寬將無(wú)法處理原生 2560 x 1664 游戲。假設(shè) Apple 獲得與 FSR 2.0 或 DLSS 2.x 類(lèi)似的縮放比例，M2 GPU 可以使用“質(zhì)量”模式并渲染 1706 x 1109，放大到原生 2560 x 1664，大多數(shù)人不會(huì)真正注意到差異。這小于 1920 x 1080，當(dāng)然 M2 應(yīng)該能夠處理得足夠好。
我們也不要忘記，這只是迄今為止宣布的基本型號(hào) M2。就像之前的 M1 變體一樣，它被用于 MacBook Air 和 MacBook Pro 13，但蘋(píng)果很有可能也會(huì)制造出功能更強(qiáng)大的 M2 解決方案。與基本 M1 的 8 個(gè)內(nèi)核相比，M1 Pro 擁有多達(dá) 16 個(gè) GPU 內(nèi)核。將 GPU 核心數(shù)量和帶寬加倍應(yīng)該會(huì)將性能提升到 7.2 teraflops 范圍——理論上大致相當(dāng)于 RX 6600 或 RTX 3050。對(duì)于具有 40 個(gè) GPU 內(nèi)核和 14.4 teraflops 的 M2 Max 而言，再將其翻倍將使 Apple 處于與RX 6750 XT甚至 RX 6800 相同的領(lǐng)域。
對(duì)于在 65W 功率范圍內(nèi)運(yùn)行的集成顯卡解決方案，這將是非常令人印象深刻的。但是，在得出任何最終結(jié)論之前，我們?nèi)匀恍枰榭葱酒膶?shí)際運(yùn)行情況，并且可以肯定的是，專(zhuān)用圖形解決方案將繼續(xù)提供更高的性能。
Apple 的芯片繼續(xù)向 CPU 和 GPU 領(lǐng)域的老牌廠商進(jìn)軍，但請(qǐng)記住，首先瞄準(zhǔn)效率通常意味著較低的性能。專(zhuān)用的 AMD 和 Nvidia GPU 在臺(tái)式機(jī)上可能使用 300W 或更多功率，但相同的芯片可以用于筆記本電腦并僅使用 100W，同時(shí)仍可提供臺(tái)式機(jī)等效產(chǎn)品的 70-80% 的性能。
如果沒(méi)有硬件和真實(shí)世界的測(cè)試，我們無(wú)法確切知道 Apple 的 M2 GPU 的速度會(huì)有多快。然而，即使是蘋(píng)果也只聲稱(chēng)比 M1 GPU 性能高出 35%，這意味著 M2 將比 M1 Pro 慢很多，更不用說(shuō) M1 Max 或 M1 Ultra。這很好，因?yàn)樗M(jìn)入的筆記本電腦更多的是關(guān)于全天電池壽命而不是玩最新游戲。
性能合理的集成 GPU 與 MetalFX Upscaling 相結(jié)合也很有希望，追逐 Apple 市場(chǎng)的游戲開(kāi)發(fā)者肯定會(huì)考慮使用 upscaling。這應(yīng)該至少在本機(jī)顯示分辨率（升級(jí)后）下提供可播放的性能，這是一個(gè)很好的起點(diǎn)。我們也有興趣了解被動(dòng)冷卻的 MacBook Air 如何在持續(xù)的游戲工作負(fù)載下保持穩(wěn)定。
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