可能連果粉都沒有料到,M5芯片的進度會推進得這麽快。
明明今年下半年,蘋果才在沒有釋出會的情況下,按照一天一台的節奏釋出了首批搭載M4芯片的Mac產品線,而我們公司裏的非果粉同事購入的Mac mini,甚至要到上個月底才拿到手。
結果大家新品還沒捂熱呢,這蘋果M5系列芯片的訊息馬上就來了。
12月23日,天風國際分析師郭明錤在X平台發文披露蘋果M5系列芯片的部份進展 ,該系列芯片已於數月前進入原型階段,預計M5芯片最快將於明年上半年量產上市,M5 Pro/Max、M5 Ultra則最快將於2025下半年開始量產,最晚的話,也會在2026年全系登場。
(圖源:X)
沒錯,在這個蘋果產品從裏到外升級最多的一年,搭載M5芯片的Mac系列新品,卻可能會比你想象的更早到來。
沒煥新,只是制程小最佳化
其實 對於蘋果M5系列芯片,果粉們都還挺期待的。
外網論壇MacRumors的網友,在熱門回復中表達了自己對蘋果未來芯片進步的預期,他認為,「蘋果的軟硬件都會因為2nm工藝得到顯著改善,隨著下一代SoC的推出,可以預見效能將得到飛躍性的提高。」
(圖源:MacRumors)
可惜啊,從爆料來看,蘋果要讓他失望了。
根據郭明錤的爆料,蘋果這次並沒有用上台積電2nm制程工藝,而是基於台積電第三代3nm制程工藝(N3P)打造。
具體來說,目前台積電有多種3nm制程工藝,其中最常見的是N3工藝,采用FinFET晶體管技術,相較於5nm工藝,效能提升10-15%,功耗降低25-30%,邏輯密度提高70%, A17 Bionic和M3芯片采用的就是台積電N3工藝 。
在此基礎上,台積電進一步削減成本、提高良率、增強芯片效能和能效,這便是 第三代3nm制程工藝(N3E) ,2024年釋出的蘋果A18系列和M4系列芯片便是基於這項小有改進的制程工藝打造。
(圖源:蘋果)
而這次蘋果M5系列芯片采用的N3P工藝,則在現有的N3E工藝節點上進一步最佳化升級。
按照台積電的說法,在維持相同功耗的情況下,N3P工藝打造的芯片效能提升約4%;在保持相同效能的情況下,N3P工藝打造的芯片功耗降低約9%,這意味著使用N3P工藝制造的芯片 在相同的功耗下能夠提供更高的計算能力和效率 。
當然,效能提升振幅並不算高,但這兩種工藝的主要差異在於單位效能成本。
具體如何實作的咱們沒必要了解,簡單來說,就是前作N3E在芯片設計上較為復雜,導致良率相對更低,從而提高了生產成本,而N3P透過消除EUV層和使用一些避免EUV雙圖案的方法,略微降低了晶體管密度,但在良率、成本都會有不小的優勢。
對大廠來說,節省 成本才是王道。
至於蘋果M5系列不用2nm制程工藝的原因,個人覺得,與其說是不想用,不如說是用不上。
(圖源:台積電)
在昨天舉行的IEDM 2024上,聯發科先進技術研發副總裁Geoffrey Yeap正式對外展示了台積電2nm芯片,拋棄掉傳統的FFET晶體改用GAAFET晶體管,這樣晶體管密度提高了15%,相應的,同等功耗下,效能會提升15%,或者在效能不變的情況下,功耗會降低25-35%左右。
問題就在這裏,直到今天,台積電2nm技術依然處於試產和展示階段,預計要到2025年下半年才能實作量產,而且剛開始試量產的時候,產能這塊肯定滿足不了蘋果的需求的。
既然短時間內用不上2nm,蘋果又趕著進行芯片叠代,那就只能包圓相對成熟的N3P產能了。
新封裝,能否打破摩爾定律?
雖說這次制程只能算小升級,但是蘋果還是在芯片封裝上下了點功夫的。
按照郭明琪的說法,這次M5 Pro、Max與Ultra都不再是傳統的SoC,轉而采用了伺服器級芯片的SoIC封裝技術。
這麽說來大家可能有些不懂,所以我也去查了一下。根據官方介紹, 台積電SoIC是業內第一個高密度3D chiplet堆疊技術 ,其特性是可以讓芯片可以直接堆疊在芯片上,構建三維集成電路,實作更高的整合度、更低的能耗和更優的效能。
(圖源:台積電)
舉個例子,我們熟知的SoC其實是 System on Chip 的縮寫,其本質上由多個具有特定功能的集成電路組合在 一個 矽片 上形成的系統或產品,其中包含完整的硬件系統及其承載的嵌入式軟件。
下圖為蘋果M4 SoC的簡略版圖,和傳統意義上的處理器(即CPU)不同,SoC本身就整合了處理器(包括CPU、DSP)、GPU、記憶體、各種互聯總線等,在單芯片上實作了功能的高度整合,其功能密度比傳統的板級系統有著巨大的提升。
(圖源:蘋果)
即便如此,SoC依然是在平面矽片上整合的。
而SoIC的價值,就是把平面矽片升維到立體矽片堆疊的範疇。
你可以想象成疊疊樂,借助SoIC封裝,現在廠商可以在垂直尺度上將多個同質和異質的小芯片/裸片整合在同一設計中,這樣就可以使芯片在更小的區域面積下添加更多功能,而且多層堆疊的理念,也讓 SoIC在同樣的工藝條件下可以具備更多的晶體管層,整合密度更高。
(圖源:台積電)
在如今摩爾定律逐漸逼近物理極限,台積電2nm產線久久不能量產的情況下,SoIC的技術原理確實讓其擁有著 「超越摩爾定律」 的潛力,這項技術或許就是蘋果突破整合度、效能等方面瓶頸的關鍵。
當然了,3D堆疊帶來的散熱和功耗管理問題更加復雜,這也要求蘋果在設計早期階段進行全面的系統級最佳化。
芯片加速叠代,蘋果力戰群雄?
最後,我們基於現有資訊總結一下。
目前看來, M5芯片只能算是常規升級的一代 ,基於台積電芯片制程節點的小幅調整,對功耗、制程等方面進行進一步的補充與最佳化,理論效能表現和能耗表現和M4之間應該不會有太大差別。
換個說法的話,那就是今年購買M4芯片器材的果粉們,起碼是不用擔心背刺的啦。
(圖源:X)
而M5 Pro、Max與Ultra,則透過全新的封裝工藝,在相同單位面積下容納進更多的晶體管,如果蘋果真的能在對應空間補充上CPU運算單元的話,那這批芯片有機會迎來15%-20%的理論效能提升,這可是在制程幾乎不變的情況下做到的。
至於GPU這塊,有訊息說M5全系和M4系列芯片是同樣的規格,自然也沒有必要去期待能有多麽顯著地提升了。
按照計劃,蘋果應該會在明年年中登場的MacBook Pro上正選搭載M5系列芯片,但可能只有最基礎的M5芯片版本,直接替換掉現行流通的M4芯片版本,產品設計上不會有什麽變化,算是一種 降本增利 的做法。
(圖源:蘋果)
而去年釋出的Apple Vision Pro,預計也會在明年年底推出一款搭載蘋果M5芯片的換芯版本,至於升級版的Vision Pro是否會在功能或設計上有所改進,目前還沒有比較靠譜的爆料資訊加以佐證。
有趣的是,自2020年蘋果宣布推出M1芯片並開始過渡到自研Apple Silicon以來,蘋果一直都在嘗試將自家芯片產品的更新節奏與主流業界脫鉤,將產品更新周期掌握在自己手中。
然而進入2024年後,我們不難發現M4的叠代相較於前代M3僅過去了半年時間,而M5的叠代似乎也會在一年內完成。
其原因,和蘋果Mac系列在中國市場的表現的逐年下滑密切相關。
(圖源:canalys)
根據知名數據調研公司Canalys出爐的2024年第三季度中國市場PC市場報告,在剛剛過去的第三季度,國內PC市場整體出貨量達到1110萬台,同比下滑1%,聯想出貨量為390萬台,市場份額高達38%,華為則以9%的市場份額排在第三位。
蘋果呢?哦,蘋果沒有進入前五。
原因其實很簡單,一是價格因素,如今在蘋果官網想要買到一台16+512G的最低配M4 MacBook Pro,需要花費12999元,這個價位已經絕對遠超絕大多數消費者的購機預算。
作為對比,聯想目前熱賣的輕薄本—— ThinkBook 14+ 2024 銳龍版 ,售價只要5999元,R7-8845H的效能表現足夠出色,聯想為安卓使用者提供了好用的互聯套用,甚至還有國內使用者也能體驗到的AI功能。
(圖源:聯想京東自營旗艦店)
二是體驗因素,在高通驍龍X Elite和英特爾Ultra 200V系列上市後,Windows筆記本在離電效能和續航方面正不斷逼近著Mac系列的自留地,至於華為MateBook GT這類兼顧了高效能和輕薄便攜的產品,更是目前蘋果所做不到的。
(圖源:華為京東自營旗艦店)
在價格這個傳統劣勢之外,如今Mac在自己最重要的生態、續航等優勢方面也在不斷地被縮小,如果Mac依舊不重視產品線的完善和最佳化,以滿足消費者的多樣化需求,那麽它的市場份額一定會不斷下滑。
原地踏步的M5芯片,和屢遭差評的「Apple Intelligence」,真的能成為Mac的救命稻草嗎?
答案,我想或許只有蘋果知道。
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