关于苹果M1和Intel等芯片的区别

2020年11月11日,“苹果正式发布第一款用于Mac的自研电脑芯片M1。苹果公司表示,M1芯片实现了巨大飞跃,它能够让Mac成为完全不同的产品。这颗芯片采用5纳米制程工艺,CPU、GPU、缓存集成在一起,其中包含160亿个晶体管。虽然股价没涨,市场反应也不温不火,但是,苹果变革的暗流,已经汹涌袭来。

从X86转向ARM,对苹果来说到底意味着什么,是否会重蹈Surface RT的覆辙?我试图就自己的理解跟大家分享一下,也包含一些初步的购买建议,如有偏颇,欢迎讨论指正~
M1芯片到底好在哪里?

本质区别

Intel X86基于CISC,M1芯片基于RISC。
什么是CISC和RISC?咱用比较通俗(雾)的语言说一下:

1、CISC

即Complex Instruction Set Computer——复杂指令系统计算机

  • 典型范例:
    Intel酷睿
    AMD锐龙

大家手里现存的个人计算机处理器,包括Intel Yes、AMD Yes什么的,都是基于CISC。CISC拥有很多复杂的指令,这些指令可以专门去处理一些复杂任务。

比如有一些指令是“消防员”,他们去灭火很专业,但缺点是如果交通堵塞,消防员就无能为力,必须得派交警过去,所以CISC的特点是“专事专办”。那你该问了,要是着火的房子太多消防员管不过来怎么办?抱歉,只能一个一个来,交警也只能干看着;

2、RISC

即Reduced Instruction Set Computer——精简指令集计算机。

  • 典型范例:
    高通骁龙
    三星Exynos
    苹果A系列

苹果M1就是基于RISC。RISC只有一些简单指令。

就好比这个城市里既没有消防员、也没有交警,只有广大的平头老百姓。当要解决简单任务时,每个人都可以上阵干活,因此速度更快。但当房子着火时(要解决复杂任务时),由于没有消防员,所以部分群众必须团结起来灭火,他们不够专业,只能依靠团队和协作,费了很多周章还是能把火给灭了,但付出的劳动和精力比专业消防员多很多。

当我们使用电脑的时候,需要解决的通常都是复杂问题,CISC支持很多高级的指令,可以高效处理特殊任务;而RISC只有一些常用指令,当你要处理复杂事项的时候,RISC需要把常用指令组合到一起才能完成。举个通俗的例子,当我们要命令一个人“吃饭”的时候,CISC会直接告诉他:吃饭!而RISC没有“吃饭”这个高级指令,只会告诉他:拿起勺子挖一勺米饭放到嘴里

因此,由于指令集复杂程度上的先天劣势,通常来讲RISC的计算能力是赶不上CISC的,这是在苹果正式推出M1之前外界质疑的焦点所在:“用手机芯片跑电脑系统,真的不是开玩笑嘛?”

但正因为指令集简单,RISC也具备了先天优势——芯片结构简单、单元电路少。

所以功耗很低,所以手机、平板等小型移动终端都在使用RISC处理器,通常只要靠热传导就可以及时带走芯片运行所产生的热量。而无论Intel还是AMD,只要是电脑就都得靠风冷或水冷散热,因为它们都是基于CISC平台(不过也有例外,像是12吋MacBook这种比较奇葩的被动散热机型,也是通过采用超低电压版CPU才实现的,因此性能被大幅削弱,还有一些固定用途的商用计算机也是如此)。

不仅如此,RISC处理器还具备电路易于设计、迭代快、成本低等优势。

实际上,RISC概念的提出者——John Cocke早在46年前就发现,计算机中约20%的指令承担了80%的工作。CISC现如今面临RISC的挑战并不是偶然,只是时间问题。

当认识到RISC和CISC的区别后,我们便不难理解基于ARM架构M1芯片的优势所在:
优势

参考文档:

  • 底层区别
  • 重要意义

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