全球首顆3nm電腦芯片，來了！

作者?|??ZeR0、編輯?|??漠影

首度將硬件加速光追引入Mac。

芯東西10月31日報道，今日上午8點，蘋果在線上舉行主題為“Scary Fast（來勢迅猛）”的特別活動，并首度推出采用3nm先進制程工藝的個人電腦芯片——M3、M3 Pro、M3 Max。

此次特別活動的視頻由iPhone拍攝、Mac電腦剪輯制作而成。在短短半小時的發(fā)布中，蘋果密集釋放了三款3nm芯片的性能提升信息。自2020年6月以來，蘋果公司大膽棄用英特爾x86處理器，Mac電腦產(chǎn)品線全面轉向采用基于Arm架構的蘋果自研芯片。這也是蘋果電腦啟用自研芯片以來的首次制程節(jié)點更新?lián)Q代。

前兩代M1和M2系列芯片均采用5nm制程工藝，而M3系列芯片的發(fā)布，標志著蘋果Mac電腦正式進入3nm時代。3nm利用先進的EUV（極紫外光刻）技術，可制造極小的晶體管，一根頭發(fā)的橫截面就能容納兩百萬個晶體管。蘋果用這些晶體管來優(yōu)化新款芯片的每個組件。

可以看到，蘋果加快了推出新一代芯片的速度。M2與M1芯片的發(fā)布時間相隔19個月，而M3與M2芯片的發(fā)布時間間隔縮短至約16個月。這也是第一次標準版與Pro和Max版芯片同時推出。

▲蘋果M1~M3系列芯片配置對比。加*的M3 Ultra為傳言信息，真實數(shù)據(jù)以蘋果后續(xù)官方發(fā)布為準。（芯東西制圖）

01.三款M3芯片核心配置對比?最高晶體管數(shù)920億顆

3款M3系列芯片新品的核心配置如下：

1）M3：擁有250億顆晶體管、8核CPU、10核GPU。CPU速度最高比M1提升35%、比M2快20%；GPU速度最高比M1快65%、比M2快20%。將搭載于新款14英寸MacBook Pro中。

2）M3 Pro：擁有370億顆晶體管、12核CPU、18核GPU。CPU速度最高比M1 Pro快20%；GPU速度最高比M1 Pro快40%，比M2 Pro快10%。將搭載于14和16英寸MacBook Pro中。

2）M3 Max：擁有920億顆晶體管、16核CPU、40核GPU。CPU速度最高比M1 Max快80%、比M2 Max快50%；GPU速度最高比M1 Max快50%，比M2 Max快20%。最高128GB統(tǒng)一內(nèi)存能處理有數(shù)十億個參數(shù)的Transformer模型。將搭載于16英寸MacBook Pro中。

02.GPU性能飆漲?首度引入硬件加速光追

M3系列芯片GPU的提升尤其顯著，采用新一代GPU架構，并首創(chuàng)動態(tài)緩存功能。傳統(tǒng)GPU架構是由軟件在編譯時根據(jù)接下來的任務決定預留多少局部GPU內(nèi)存，結果是根據(jù)需求最高的單個任務為所有任務預留相同的內(nèi)存量，這會造成GPU的利用率不足。

而蘋果新一代GPU中，局部內(nèi)存可實時在硬件中動態(tài)分配，因此每項任務僅會占用它實際所需的內(nèi)存量，進而大幅提高了GPU的平均利用率，顯著提升繁重的專業(yè)app和游戲性能表現(xiàn)。網(wǎng)絡著色提升了幾何模型處理的功能和效率，能打造視覺效果更復雜的場景。新GPU架構還首次將支持硬件加速的光線追蹤帶到了Mac上，為游戲渲染出更逼真的光效和陰影，讓專業(yè)3D渲染軟件生成更好的光追效果，速度也變得更快。硬件加速光線追蹤與新的GPU架構結合，使得專業(yè)app的渲染速度最高提升至M1系列芯片的2.5倍、M2系列芯片的1.8倍。

03.功耗遠低于12核PC筆電每秒AI運算次數(shù)超過18萬億次

M3系列的CPU主要通過性能核心提高分支預測、更寬的解碼和執(zhí)行引擎，以及能效核心更深的執(zhí)行引擎等優(yōu)化來獲得更高的性能。其性能核心速度最高比M1系列提升30%、比M2系列快15%，能效核心速度處理許多常見任務時最高比M1系列快50%、比M2系列快30%。

從能效來看，M3 CPU僅用1/2的功耗，就能達到與M1相同的多線程CPU性能。GPU在提供與M1相同的性能時，功耗也幾乎減半。與最新的12核PC筆記本電腦芯片相比，提供相同CPU性能時，只用1/4的功耗；對比GPU時，達到相同性能，M3的功耗僅為12核PC筆電的1/5。

強化的16核神經(jīng)網(wǎng)絡引擎也更快更高效，每秒運算次數(shù)超過18萬億次，比M1系列提速60%，比M2系列快15%。AI計算速度越快，越有助于將數(shù)據(jù)保留在設備端以保護隱私。M3系列還擁有先進的媒體處理引擎，可對常用的視頻編解碼器進行硬件加速，現(xiàn)支持AV1，播放流媒體視頻時能效更高。

04.比英特爾機型快11倍跑Photoshop速度大增

搭載M3系列芯片的新款MacBook Pro，視頻播放最長達22小時，無線上網(wǎng)瀏覽最長達15小時。它相比最快的英特爾芯片MacBook Pro，速度最高可達11倍。得益于其能效，用戶處理大部分類型的工作時都不會聽到風扇運行，電池續(xù)航延長多達11小時。

搭載M3芯片的14英寸MacBook Pro，圖像過濾器和效果性能最高比搭載13英寸M1機型快60%，比13英寸M2機型快40%。用SketchUp制作精細的3D模型、用SurgicalAR在XDR屏上展開大幅醫(yī)學圖像查看精致細節(jié)和進行交互等任務都變得更快。蘋果也推出了搭載M3 Pro芯片的14和16英寸MacBook Pro。其中16英寸MacBook Pro圖像處理速度最高比16英寸M1 Pro機型快40%，比16英寸M2 Pro機型快20%，因此用Photoshop拼接和編輯巨幅全景照片、在MATLAB中處理龐大且復雜的數(shù)據(jù)模型、在Xcode中編譯和測試數(shù)百萬行代碼更快更流暢。

還有搭載M3 Max的MacBook Pro，適合對性能要求高的AI開發(fā)者、3D藝術家和視頻編輯工作者，其在Cinema 4D的場景渲染性能最高達到16英寸M1 Max機型的2.5倍、16英寸M2 Max機型的2倍。M3 Max機型支持最高128GB的統(tǒng)一內(nèi)存。蘋果第一個擁有如此高容量內(nèi)存的機型是配備M1 Ultra芯片的Mac Studio，而18個月后的今天，MacBook Pro也迎來這一內(nèi)存配置。

更大的統(tǒng)一內(nèi)存，使得創(chuàng)作者能輕松處理多個龐大復雜且涉及一眾專業(yè)app及插件的項目，比如從內(nèi)存中即時調(diào)用整個管弦樂曲資料庫。M3 Pro機型能外接2臺高分辨率顯示器，M3 Max機型可外接4臺高分辨率顯示器。這兩款機型還新增了一款深空黑色配色。

24英寸iMac也迎來首次升級，搭載M3芯片，速度最高達M1芯片版iMac的2倍，是27英寸iMac英特爾主流機型的2.5倍，是21.5英寸iMac英特爾高配機型的4倍。

iPhone、iMac和其他蘋果設備之間可以緊密整合，如用iMac發(fā)信息、接電話，用iPhone掃描的文件立即就能在iMac上查看。

搭載M3系列的新款14英寸MacBook Pro起售價為12999元，16英寸機型起售價為19999元。搭載M3的新款iMac起售價為10999元。這些新品11月1日上午9點接受訂購，11月7日發(fā)售。

05.結語：蘋果帶飛Arm架構激勵電腦芯片賽道創(chuàng)新

蘋果自2020年以來在轉向自研電腦芯片所取得的成功，證明了Arm架構在電腦市場的價值，也激勵了個人電腦芯片賽道的競爭與創(chuàng)新。高通同樣正在積極研發(fā)適配Windows操作系統(tǒng)的基于Arm架構的電腦芯片，并提供本地運行百億級參數(shù)大模型的算力。另據(jù)外媒報道，英偉達計劃最早在2025年進入個人電腦芯片市場。