隨著 M2 Ultra 的推出，為我們帶來了Mac Studio 更新和新的Mac Pro。從這顆芯片開始，蘋果也已經(jīng)完成了從英特爾到自研芯片的過渡，并完成了 M2 系列處理器。

現(xiàn)在，所有人的目光都聚焦在M3身上。報道稱，蘋果公司已經(jīng)在用 M3 測試新款筆記本電腦，第一臺可能會在今年晚些時候上市。我們對 M3 還不太了解，只知道它很可能采用臺積電的 3nm 制造工藝制造。

如果我們想了解 M3 的前景，我們可以了解 M 系列處理器的演變以及它們與 iPhone 和 iPad 中使用的 A 系列的關(guān)系。在蘋果告訴我們之前，沒有人真正知道 M3 會帶來什么，但我們可以利用過去來幫助預(yù)測未來。

M3 與 A16 有何關(guān)系

去年年初，當(dāng)我們評估 M2 處理器的性能時，我們的假設(shè)基于一個簡單的概念：就像 M1 本質(zhì)上是一個大 A14 進行一些調(diào)整一樣，M2 將是一個大 A15。如果你看一下A15和A14之間的性能差異，你就可以估算出M2和M1之間的性能差距。

結(jié)果非常好——我們的預(yù)測離我們并不遙遠。我們相信 M3 將基于 A16 中相同的架構(gòu)更新，只是同樣具有更多核心和一些其他調(diào)整?？梢怨降卣f，M3 與 M2 的性能差距與 A16 與 A15 的性能差距相同嗎？這可能過于簡單化了，但對于至少還需要幾個月的處理器討論來說，這是最好的起點。

臺積電3nm工藝

到目前為止所有的傳言都說M3將采用3nm芯片，由蘋果的合作伙伴臺積電制造。事實上，這就是為什么我們今年可能看不到基于 M3 的產(chǎn)品的原因之一。臺積電的 3nm 工藝仍屬于新興工藝，產(chǎn)能相對較小，蘋果今年秋季將其全部用于 iPhone 中的 A17。那些更大（且產(chǎn)量較低）的 M 系列芯片需要等待臺積電的制造能力提高，而這可能要到 2024 年才會實現(xiàn)。

但無論時間如何，制造業(yè)的這種轉(zhuǎn)變確實給我們的業(yè)績預(yù)測帶來了一些小問題。A14、A15、A16、M1和M2均采用臺積電5nm工藝的各個版本制造。躍升至 3nm 是一件相當(dāng)大的事情——它帶來了更大的密度，并且應(yīng)該允許更快的時鐘速度、更低的功耗，或者兩者兼而有之。

更大的密度意味著蘋果將擁有容納更多內(nèi)核、更多緩存或其他功能的空間，使 M3 從 A16 設(shè)計實現(xiàn)比 M2 到 A15 更大的飛躍。

M3：CPU 性能估計

我們首先來看看最近A系列芯片的單核CPU性能的演變。我們預(yù)計 Geekbench 6.1 同比增長約 9-10%。

盡管所有三款芯片都具有相同的核心數(shù)量：兩個高性能核心和四個高效核心，但多核性能的改進卻更高，每年在 15-20% 的范圍內(nèi)。

這將如何轉(zhuǎn)化為 M3 的性能？我們從 M2 分?jǐn)?shù)開始，然后添加我們在 A15（M2 所基于的）和 A16（M3 可能基于的）之間看到的相同性能差異。這就是我們發(fā)現(xiàn)的……

單核得分約為 2900 分左右，M3 與英特爾第 13 代（Raptor Lake）CPU 處于同一水平。目前最快的 Intel 和 AMD 臺式機 CPU 得分約為 3,000 分或稍低一些，而用于輕薄筆記本電腦的最高性能芯片則在 2,500-2,600 分范圍內(nèi)。自從 M1 以其性能和效率震驚處理器行業(yè)以來，英特爾和 AMD 已經(jīng)取得了巨大的進步，而蘋果需要通過 M3 在單核性能上實現(xiàn)驚人的巨大性能飛躍才能保持領(lǐng)先地位。

M3 的多核 Geekbench 分?jǐn)?shù)超過 11,000 分，這是假設(shè)蘋果提供了與 A16 相同的多核性能提升，但并沒有假設(shè)核心數(shù)量比 M2 有所增加。M3 Max 得分超過 16,000 分也是如此。雖然這些分?jǐn)?shù)都不錯，但英特爾和 AMD 最好的臺式機 CPU 目前的分?jǐn)?shù)約為 20,000。

16,000 的分?jǐn)?shù)與當(dāng)今最好的 Intel/AMD 筆記本電腦芯片一致，只有當(dāng)您考慮功耗非常有限的競爭對手時，11,000 才具有競爭力。

然而，彭博社的 Mark Gurman 報道稱，正在測試的 M3 Pro 版本目前擁有 12 個核心：6 個高性能核心和 6 個高效率核心。每個 M2 都有四個效率分?jǐn)?shù)，因此蘋果可能至少在 M3 Pro/Max 甚至整個 M3 系列中添加了幾個效率核心。如果發(fā)生這種情況，您可能會看到多核性能提高 1,000 點左右。

當(dāng) M3 產(chǎn)品上市時，英特爾和 AMD 預(yù)計將推出新一代處理器，進一步提高性能和效率。在多核性能方面，M3 一代必須做出超出預(yù)期的改進，才能超越英特爾和 AMD 所取得的進步。

M3 和 M3 Max GPU 性能估計

當(dāng)預(yù)測 GPU 性能時，情況會發(fā)生一些變化。蘋果在 M2 中添加了 GPU 核心，并且看起來很可能會對 M3 代做同樣的事情。M2 將最大 GPU 核心數(shù)從 8 個減少到 10 個，M2 Pro 從 16 個減少到 19 個，M2 Max 從 32 個減少到 38 個。（M2 Ultra 是兩個 M2 Max 芯片縫合在一起的。）

Mark Gurman 泄密稱，基本型號 M3 Pro 有 18 個 GPU 核心，比基本型號 M2 Pro 增加了兩個核心；因此，配備齊全的M3 Pro可能有20-24個。由此我們可以推斷 M3 將有 10-12 個 GPU 核心，M3 Max 將有 40-48 個 GPU 核心。

以下是 Geekbench 6 中 Apple A 系列芯片上的 GPU 計算性能。

這會對 GPU 性能產(chǎn)生什么影響？我們的估計是從 A15 到 A16 的飛躍，并將其應(yīng)用于 M 系列。

對于使用 Metal API 的 GPU 計算性能，這意味著 M3 的得分接近 45,000，M3 Max 的得分超過 155,000。這些數(shù)字相當(dāng)可觀，但遠遠落后于 PC 端最好的顯卡，后者在該基準(zhǔn)測試的 OpenCL 版本上得分在 250-300k 之間。與基于 Intel 的 Mac 配合使用的最佳 Radeon 卡得分超過 200,000。如果 Apple 按預(yù)期增加核心數(shù)量，您可以將這些分?jǐn)?shù)增加約 10%。

當(dāng)然，這些都不適合筆記本電腦。蘋果現(xiàn)在的策略是，將盡可能多的 GPU 性能壓縮到具有共享內(nèi)存的單個片上系統(tǒng)中，這意味著強大的功耗和散熱性能。最快的分?jǐn)?shù)將由耗電的桌面部件主導(dǎo)，這些部件可以為 CPU 和 GPU 分別提供數(shù)百瓦的功耗，而現(xiàn)在這完全是 Windows 和 Linux PC 的領(lǐng)域。

GPU 運行計算算法的速度是一回事，但真正讓人興奮的是高端游戲的 3D 圖形性能。由于添加了第五個 GPU 核心，從 A14 到 A15 的圖形性能有了很大提高，但 A16 仍然設(shè)法在保持相同核心數(shù)量的同時，實現(xiàn)了超過 12% 的性能提升，這主要歸功于更快內(nèi)存的使用。

M系列不斷增加核心，預(yù)計還會再次增加。我們的估計表明性能得到了可觀的提升，但同樣，這與耗電的顯卡相比還相差甚遠。即使您將額外核心的估計值增加 10%。

M3 Max 的得分為 28,000 分，與 GeForce RTX 3070 處于同一水平。對于可用于筆記本電腦的大型片上系統(tǒng)來說，這令人印象深刻，但遠遠落后于當(dāng)今最好的臺式機 GPU。

蘋果可能還會給我們帶來驚喜

當(dāng)然，我們的性能假設(shè)著眼于從 A15 到 A16 的飛躍，并假設(shè)從 M2 到 M3 的飛躍同樣如此。但如果所有傳言屬實，M3 將采用新的 3nm 制造工藝，這可能會大幅增加晶體管數(shù)量?？梢钥隙ǖ氖牵琈3 之于 M2 就像 A16 之于 A15 一樣，但我希望有更多。

這可以通過多種方式體現(xiàn)出來：更多的內(nèi)核、更多的緩存，甚至是為了提高吞吐量而進行的基本設(shè)計更改。關(guān)于幾個額外效率核心的傳言是合理的，但還有空間容納一兩個以上的高性能核心?；蛘?，高性能核心可能根本不遵循 A16 的架構(gòu)——也許蘋果有時間采用下一種設(shè)計，即可能出現(xiàn)在 A17 中的設(shè)計。

GPU架構(gòu)有點老舊了，在A16一代中并沒有真正改變。也許M3會有全新的GPU核心設(shè)計？對光線追蹤加速的期望是否過高？

當(dāng)然，人工智能和機器學(xué)習(xí)對蘋果來說非常重要。升級的神經(jīng)引擎并非不可能。

我抱怨說A16 本質(zhì)上是 A15+，這種芯片除了提升的時鐘速度和更快的內(nèi)存之外幾乎沒有什么可展示的。據(jù)推測，最初的 A16 設(shè)計與 A15 更加不同，旨在成為 3nm 芯片。但去年秋天，臺積電的工藝未能及時準(zhǔn)備好生產(chǎn)數(shù)千萬部 iPhone，因此我們得到了經(jīng)過調(diào)整的 A15。但隨著 M3 可能會晚得多，它可能會利用一些原本為 A16 設(shè)計的設(shè)計變更和增強功能，但從未實現(xiàn)過。

當(dāng)M1發(fā)布時，整個CPU行業(yè)都陷入了停滯。到M3發(fā)布的時候，已經(jīng)過去三年多了，Intel和AMD都有時間做出調(diào)整，將性能和效率推向新的高度。如果 Apple 想要繼續(xù)以其性能和效率給人留下深刻印象，M3 就必須提供比 M2 更高的性能飛躍。它需要的不僅僅是從 A15 到 A16 的過渡，轉(zhuǎn)移到筆記本電腦和臺式機芯片上。與 5nm A16 相比，轉(zhuǎn)向 3nm 工藝使蘋果有機會做更多的事情來將 M3 與其前身分開，并且為了保護其聲譽，它必須這樣做。