Apple Silicon发展历程 - 公司于2020年WWDC宣布从英特尔转向自研Apple Silicon芯片，开启为期两年的过渡期，将iPhone芯片的前沿功能引入桌面平台[1] - 该芯片采用统一内存架构，使CPU、GPU等组件共享内存池，提升性能并减少数据复制，GPU可访问比独立显卡更大的内存空间[3] - 目前Apple Silicon已扩展至全系列处理器，包括A系列和M系列芯片，对行业形成重大挑战[4] 转型背景与英特尔问题 - 英特尔在2010年代面临工艺升级困境，放弃"Tick-Tock"节奏转向"Tick-Tock-Tock"，导致10纳米芯片延迟推出[6] - 英特尔芯片存在发热和功耗问题，2018年MacBook Pro出现严重热节流，促使公司加速自研计划[6] - 公司凭借iPhone芯片的散热管理经验，与台积电合作开发桌面级处理器[7] M1系列技术突破 - 首款开发者套件采用A12Z Bionic芯片，M1正式版采用5纳米工艺，集成160亿晶体管，配备8核CPU和16核神经引擎[9][11] - M1 Pro/Max提升至6-8性能核心+2-4能效核心，GPU核心增至32个，内存带宽达400GB/s，新增媒体引擎支持ProRES编解码[11] - M1 Ultra通过互连技术融合两块M1 Max，实现16性能核心+64 GPU核心，晶体管数量翻倍[12] M2系列性能升级 - M2采用5纳米工艺，晶体管增至200亿，神经引擎运算速度提升至15.8万亿次/秒，内存带宽达100GB/s[18][20] - M2 Pro/Max分别提供6-8性能核心+4能效核心，GPU核心扩展至38个，内存带宽达800GB/s[20] - 基准测试显示M2单核性能提升约10%，多核性能因核心数量增加显著提升[22] M3系列架构创新 - M3采用3纳米工艺，集成250亿晶体管，CPU性能较M1提升35%，GPU提升65%，神经引擎达18万亿次/秒[24][27] - 引入动态缓存技术优化GPU内存分配，新增硬件加速光线追踪和网格着色功能[27] - M3 Ultra延迟至2025年发布，配备24性能核心+80 GPU核心，支持512GB统一内存[30][32] M4系列最新进展 - M4采用3纳米工艺，集成280亿晶体管，神经引擎运算速度达38万亿次/秒，内存带宽120GB/s[34][36] - M4 Pro/Max分别配备12-16性能核心+4能效核心，GPU核心增至40个，支持Thunderbolt 5接口[36][38] - 性能测试显示M4 Max较M1 Max单核提升62%，多核提升203%，图形性能提升74%[45][46] 未来发展趋势 - 预计将保持每年更新节奏，M5可能采用CPU/GPU分离设计，M6或集成蜂窝调制解调器[52][54] - 代际性能提升呈现规律性，基础版M1至M4单核提升60%，多核提升74%，预示持续改进潜力[50]