外国机构以CT为M1芯片 揭开苹果第一个自主开发的苹果核心架构的“秘密”
芯东西（ID：aichip001）
作者 | 温 淑
编译 | Panken
12月21日消息，苹果开发的第一款基于Arm的Mac芯片M1已经亮相一个多月了。这一个月期间，多项基准测试结果显示，M1芯片的性能不仅超过了苹果过去开发的所有芯片，还超过了一批基于x86架构或Arm架构的竞争产品。
然而，在领先的性能背后，苹果M1芯片的设计细节成为一个谜。甚至在双十一凌晨举行的发布会上，苹果也没有过多谈论M1的具体架构。
但苹果在PPT发布会上展示了M1芯片的封装和架构概念图，这张概念图成为极客探索M1芯片设计细节的“宝图”。此外，分析机构System Plus Consulting发布了M1芯片的模糊模块图。
左——苹果发布会公布的概念图；系统咨询公司发布的右模块图
有了这两张照片和其他信息，美国科技媒体EE Times发布对于苹果M1芯片的最新技术细节解读，芯东西将其全文编译如下：
首先，解读苹果M1芯片的三大创新
据EE时报报道，苹果M1芯片在内存、GPU、通用逻辑单元等方面都有所创新。
首先，在设计M1芯片内存和GPU的过程中，苹果芯片设计师借鉴了移动处理器的设计方法。
在内存方面,M1芯片几乎没有专门的系统缓存空间。为了最大限度地提高芯片性能和散热，M1芯片借鉴了移动处理器使动态随机存取存储器在物理上接近应用处理器的设计方法。
在移动处理器的“包对包”架构中，内存会堆叠在AP上。同样，M1芯片采用统一内存架构(UMA)，这意味着芯片面积是通过将LPDDR4X动态随机存取存储器集成到封装中而释放的。
有了“统一内存架构”，M1芯片的CPU核和GPU核可以同时访问DRAM。
在GPU方面, M1芯片为GPU核心划分了很大的区域。EE时报写道，这个设计也在一定程度上借鉴了移动应用处理器的设计。
其次，苹果芯片设计师在M1芯片通用逻辑单元的固件上构建了一些功能，使CPU内核能够处理更苛刻的任务。
苹果公司的联合创始人史蒂夫乔布斯曾引用计算机科学家艾伦凯的话说，“真正重视软件的人应该开发自己的硬件”。据EE时报报道，通用逻辑单元M1芯片的独特设计就是这一思想的体现。
其次，根据热成像图像确定M1芯片上的内核位置
《经济时报》指出，M1芯片是用“倒装芯片”封装的，这种芯片通常用来封装最先进的芯片。在封装过程中，技术人员使芯片连接点长出“凸点”，然后将芯片上下颠倒，使凸点直接与衬底相连。
用这种方法封装的芯片在红外照射下能显示清晰的平面图。在此基础上，EE Times分析了MuAnalysis生产的M1芯片的热成像图片。
运行计算任务时，M1芯片的热成像图片显示一个亮黄色区域，表明M1芯片上有一个高性能内核正在执行计算。
结合之前Geekbench 5对M1芯片的基准测试结果，EE Times确定了高性能核心Firestorm核心和高效IceStorm核心的位置。
运行时MuAnalysis产生的M1单CPU内核热像
此外，EE Times发现在M1芯片的BGA衬底上并排安装了两个全封装的LPDDR4X DRAM。这种设计与苹果用于iPad的A12X芯片和A12Z芯片非常相似。
除了热成像图片，EE Times还分析了M1芯片的CT扫描图片。
根据分析机构System Plus Consulting制作的CT扫描图，去耦电容集成在M1芯片的表面和衬底上。
M1芯片CT扫描图系统加咨询出品
近年来，苹果的iPad产品呈现出向PC产品进化的趋势。比如苹果今年发布的iPad Pro就打出了“你的下一台电脑，为什么要电脑”这样的口号。
以上产品趋势引发了苹果手机处理器将向PC处理器扩张的猜测，M1的发布正好印证了这一点。
EE时报写道，苹果采用自主研发的芯片，可能比其他品牌的芯片带来更大的成本优势。如果M1芯片可以更仔细地拆卸，我们可能会得到更详细的成本分析。
结论：关于M1的更多技术细节仍有待回答
近十年来，苹果自主研发的芯片布局逐渐从移动处理器扩展到Mac处理器，逐渐从采用Intel架构转变为Arm架构。
从今年11月开始，苹果第一款自主研发的Mac芯片M1出现，各种基准测试结果显示，M1芯片具有超强功能。M1芯片的技术细节也成为半导体界“未解之谜”之一。
通过分析苹果发布的概念图、热成像图和M1芯片的CT扫描图，EE Times解读了苹果M1芯片的一些独特设计。然而，M1芯片仍有技术细节有待解决，我们期待未来更全面、更权威的分析。
来源：EE时报