苹果 M 系列芯片发展：GPU和内存成关注新热点

苹果的定制芯片自 2020 年推出首款 M1 处理器以来，便在半导体领域开启了飞速发展的征程。M1 作为苹果脱离英特尔、专注于 CPU 效率的第一款芯片，标志着苹果在芯片自主研发道路上迈出了重要一步。早期的 M1 设计将其功耗预算中约 18W 到 25W 专用于 CPU，其余部分分配给图形处理和内存带宽，这一设计体现了当时苹果在芯片功耗分配上的策略。

随着 2021 年 M1 Pro 和 M1 Max 的问世，力量平衡开始发生转变。图形处理器（GPU）消耗了芯片总功耗中更大的份额，M1 Max 的总功耗约为 115W，但其 CPU 核心仅消耗了 25W。M2 世代大体遵循了这一趋势，而 M3 Max 提高了 CPU 时钟频率和功耗限制，在移动系统中为 CPU 分配了更多预算，之后平衡又倾向于 GPU 和内存。

当 M4 Max 于 2024 年问世，首次为 Mac 带来 Thunderbolt 5 时，CPU 不再是主要的散热余量消耗者。估计 M4 Max 的 CPU 在大约 70W 的芯片总功耗中消耗了约 48W，苹果将大量的功率分配给了图形处理和内存带宽。从早期 M1 到 M4 Max，我们可以清晰地看到苹果在芯片功耗分配上的逐渐调整，不断加大对图形处理和内存带宽的投入。

最新推出的 M5 世代已于一周前发布，为新款 14 英寸 MacBook Pro 和新款 iPad Pro 提供动力。在 M5 芯片中，CPU 在 25W 的总功耗中最大功耗为 15W。虽然关于 M5 Max 何时问世尚无确切消息，但基于苹果过去芯片的发展趋势，由 Google Gemini 生成的数据估计显示，CPU 将在 95W 的整体设计中消耗约 50W，与 M4 Max 的比例几乎相同。这表明苹果的功耗扩展似乎已达到一个点，即 CPU 核心效率足够高，以至于增加功耗带来的收益极小。

从性能表现来看，多核 CPU 基准测试得分从 M1 Max 的 13,188 增长到 M4 Max 的最高 25,000，增幅相对温和。而 GPU 性能已从 M1 Max 的约 112,000 攀升至预计 M5 Max 的 200,000 以上。神经网络引擎（Neural Engine）更是从第一代 M1 的 11 TOPS 跃升至新款 M5 的预计 133 TOPS，支持设备上的 Apple Intelligence，Gemini 预测未来的 M5 Max 将达到约 400 TOPS。

苹果没有追求峰值 CPU 输出，而是优化持续的混合工作负载，结合了 CPU、GPU 和 AI 处理，最终重塑了我们对专业 MacBook 的认知。对于创意和机器学习任务而言，收益来自于芯片移动数据和平衡功耗的效率，而不是单个核心运行的速度。

在苹果的基础 M5 芯片中，CPU 已达到成熟的效率点，而性能的真正成本现在在于 GPU 和内存系统。这一发展趋势也反映了当前电子行业对于图形处理和内存性能需求的不断增长，苹果通过合理的功耗分配和性能优化，满足了市场对于高性能芯片的期望。