M1M2 晶片解析：Apple Silicon 效能演進
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Apple Silicon：M1、M2、M3 與 M4 晶片演進
Apple 晶片的發展歷程，從開創性的 M1 晶片開始，到 M2、M3 和 M4，展示了性能和效率方面的漸進式改進和重大進展。每個晶片世代都建立在前一個晶片的基礎上，引入新的功能和增強功能，以滿足特定的使用者需求和技術能力。
以下是 Apple Silicon 晶片發展的重要里程碑：
- M1 晶片：首次採用 ARM 架構，實現性能和功耗的突破。
- M2 晶片：在 M1 的基礎上進行優化，提升 CPU 和 GPU 的性能。
- M3 晶片：採用 3 奈米製程，實現更高的能源效率和圖形性能。
M1 晶片：最初的遊戲規則改變者
M1 晶片的推出是 Apple 晶片設計的一個轉捩點，擺脫了 Intel 的限制，轉向 ARM 架構。它於 2020 年 11 月推出，標誌著 Apple 擺脫了 Intel 處理器，轉而採用基於 5 奈米製程的自家 ARM 架構晶片。這帶來了更好的電源效率、更長的電池續航力以及具競爭力的效能。M1 採用了統一記憶體架構（UMA），讓 CPU、GPU 和神經引擎可以存取相同的記憶體池，減少了數據傳輸瓶頸，提升整體效能。例如，MacBook Air (2020) 在 M1 的加持下，成為首款無風扇 MacBook，電池續航力可達 18 小時。
M1 晶片的主要優勢：
- 高效能：相較於之前的 Intel 處理器，M1 提供了顯著的性能提升。
- 低功耗：M1 的 ARM 架構設計使其具有出色的功耗控制，延長了電池續航力。
- UMA 架構：統一記憶體架構減少了數據傳輸的延遲，提升了整體效能。
M2 晶片：精煉的公式
M2 晶片是對 M1 的改進，提供更快的 CPU 和 GPU，以及更高的記憶體頻寬。M2 晶片於 2022 年 6 月發布，在 M1 的基礎上進行了改進，包括更多的電晶體（200 億個，比 M1 多 25%）、更快的 CPU（快 18%）和更強大的 GPU（快 35%）。M2 還加入了 ProRes 引擎，專門處理 Apple 的 ProRes 影片編解碼器，提升影片編輯效率。
以下表格比較了 M1 和 M2 晶片的主要規格：
| 規格 | M1 晶片 | M2 晶片 |
|---|---|---|
| 電晶體數量 | 160 億 | 200 億 |
| CPU 性能 | 基準 | 快 18% |
| GPU 性能 | 基準 | 快 35% |
| ProRes 引擎 | 無 | 有 |
M3 晶片：真正的效能飛躍
M3 晶片是 Apple 首款 3 奈米晶片，提供更高的能源效率和圖形性能，並支援硬體加速的光線追蹤。M3 晶片於 2023 年 10 月推出，標誌著一個重大的飛躍，採用 3 奈米製程、硬體加速光線追蹤和動態緩存，從而提高了能源效率和圖形性能。這些技術進步使得 M3 系列晶片在遊戲和專業圖形應用中表現出色，提供更逼真的視覺體驗和更快的渲染速度。
M3 晶片引入了硬體加速光線追蹤技術，可以提供更逼真的遊戲和圖形渲染效果。以下表格展示了 M3 晶片在不同應用中的優勢：
| 應用 | M3 晶片優勢 |
|---|---|
| 遊戲 | 更逼真的光影效果，更高的幀率 |
| 圖形設計 | 更快的渲染速度，更高的細節呈現 |
| 影片編輯 | 更流暢的編輯體驗，更快的導出速度 |
M4 晶片：下一個進化
M4 晶片在 M3 的基礎上進行了改進，具有更先進的 3 奈米製程、專用的 AI 加速器和更高的記憶體選項。M4 晶片於 2024 年 5 月推出，基於 M3 進行了改進，採用了更先進的 3 奈米製程、專用的 AI 加速器和更高的記憶體選項，重點關注效率和 AI 能力。作者預測，Apple 可能會在 2025 年末或 2026 年初推出 M5 晶片，並可能首先在 MacBook 和 iPad 上推出。是否升級 MacBook 應取決於個人需求。
M4 晶片整合了專用的 AI 加速器，可以更高效地處理機器學習任務。這使得 M4 晶片在以下應用中具有優勢：
- 圖像識別
- 自然語言處理
- 機器學習
GCC 對 Apple Silicon 的支援
本節討論了將 GCC (GNU Compiler Collection) 支援引入 Apple Silicon 晶片的持續努力，包括 M1、M2 和 M3，為開發人員提供了 LLVM/Clang 工具鏈的替代方案。一直以來，Apple 專注於 LLVM/Clang 工具鏈，因為他們與 LLVM 有深厚的淵源，且 Xcode 也基於 LLVM。你是否也對 Apple 的編譯器策略感到好奇呢？
Apple Cores 的 GCC Patches
GCC 開發人員正在努力增加對 Apple Silicon 的支援，包括 apple-m1、apple-m2、apple-m3 和 apple-a12 SoC。GCC patches 郵件列表中發布了針對 AArch64 Darwin (macOS) 上 GCC 的 Apple Cores 初始實作的最新修訂版。這為 apple-m1、apple-m2 和 apple-m3 以及通過 apple-a12 的 A12 SoC 添加了新的編譯器目標。對於想要在 macOS 上使用 GCC 和 Apple Silicon 的使用者來說，「Apple Cores」支援的此 patch 可能很快就會合併，以針對這些 ARM CPU 核心的功能。
GCC 支援 Apple Silicon 的意義：
- 提供開發者更多選擇，避免過度依賴單一工具鏈。
- 促進開源社群參與 Apple Silicon 的開發和優化。
- 可能有助於提升特定應用在 Apple Silicon 上的效能。
整合到 GCC 版本中
Apple Cores 的 GCC 支援預計將合併到 GCC 15.1 或 GCC 16 版本中，為 Apple Silicon 提供優化的支援，作為 LLVM 的替代方案。 Arm 方面表示最新版本看起來不錯，並且可以讓其他人提供他們的簽名。GCC 15.1 編譯器穩定版本即將在未來幾週內發布，此 Apple Cores 支援有可能在此之前合併。此 patch 是否能及時加入 GCC 15 編譯器版本，或者是否會轉移到 GCC 16 Git 中，還有待觀察。無論如何，對於那些希望看到使用 GCC 優化的 Apple Silicon 支援，作為 LLVM 替代方案的使用者來說，它即將到來。
M1/M2 GPU 驅動程式開發
本節討論了 M1/M2 GPU 驅動程式的開發進展，並強調了對舊版晶片的持續支援。 隨著新晶片的推出，對舊晶片的支持是否會被忽視？ 讓我們一起看看 M1/M2 的情況。
致力於 M1/M2 支援
儘管有新的晶片問世，開發人員仍在努力完成對 M1/M2 GPU 的支援。開發人員致力於完成對 M1/M2 GPU 的支援，即使在發布更新的型號後也展現了對這些晶片的承諾。使用者 “whitehexagon” 表示，他非常敬佩開發者致力於完成對 M1/M2 的支援，因為太多專案在新的技術出現後就被放棄了。他提到自己購買 M1 Mac 的原因就是因為這個專案以及 Alyssa 對 OpenGL+ES 的努力，並且他的 M1 Mac 只會啟動 Asahi Linux。
產品耐用性與售後服務
Apple 產品的耐用性與售後服務一直是使用者關注的焦點。 讓我們來看看使用者對 M1/M2 MacBook 的長期使用體驗，以及開源社群的影響力。
使用者 “Cthulhu_” 提到，在 M4 MacBook 發表時，許多人表示他們對 M1 筆電感到滿意，並且許多人會使用 MacBook 近十年，這表示這些裝置非常耐用。由於開源的特性，Apple 可能也在關注此專案。使用者 “attendant3446” 則分享了不同的觀點，他認為 Apple 的維修非常困難且昂貴，但他對 ThinkPad 的耐用性和可維修性印象深刻。使用者 “windowsrookie” 則反駁說，MacBook 通常不需要維修，並且很多人使用 7 年以上的 MacBook 都沒有問題。他認為 ThinkPad 是唯一能與 MacBook 競爭的裝置，但在重量、電池續航力和顯示器方面，MacBook 更勝一籌。
軟體更新和藍牙連線
本節討論了與藍牙連線以及更新軟體相關的修正和改進，尤其是在較舊版本上。軟體更新往往會帶來令人興奮的新功能，但有時也會帶來一些小麻煩。你知道如何才能避免更新時遇到的問題嗎？
藍牙穩定性和功能
藍牙的穩定性和功能得到了改進，包括更快的自動重新連線和對多個中心裝置的支援。藍牙中心模式的穩定性提升，自動重新連線速度加快，並擴大了支援的裝置數量。藍牙周邊模式則新增了支援多個中心裝置連線的功能，且保持 Advertising 常時開啟。此外，新增了「藍牙關閉模式」，允許使用者永久關閉藍牙功能。選單導航方面，修正了進入或退出選單時可能發生的崩潰問題。MIDI 輸入部分，修正了第一、第二和第三個敲擊功能的分配問題。EC 控制器修正了按鈕的保持／雙擊功能。
軟體更新過程
軟體更新過程經過簡化，可以自動重新連接到上次使用的 WiFi，讓更新更容易。在軟體更新方面，現在會自動重新連接到上次使用的 WiFi 網路，簡化更新流程。更新或回滾版本的操作方式為：進入「設定」>「更新/回滾」，並依照螢幕上的指示操作。使用者可以在 Beta 版和上一個穩定版本之間隨時切換，且不會遺失已程式設計的資料。官方建議，若有演出需求，最好維持在穩定版本。
解決更新問題
解決了從 4.6.5 之前的版本更新時發生的崩潰循環問題，建議關閉藍牙裝置以避免此問題。**重要提示：**若從 4.6.5 之前的版本更新，且更新卡在崩潰循環中，請嘗試關閉所有已連接的藍牙裝置。此問題已在 4.6.5 及更高版本中得到修復。
USB 功能的擴展
最新的軟體更新也聚焦於 USB 功能的擴展，帶來了更多便利性。你是否也經常使用 USB 裝置呢？
在 USB Host 模式下，現在支援複合 USB 裝置。此外，USB Host 模式和 USB Device 模式均已支援 MIDI 輸入。更新或回滾版本的方式為：進入「設定」>「更新/回滾」，並依照螢幕上的指示操作。使用者可以在 Beta 版和上一個穩定版本之間隨時切換，且不會遺失已程式設計的資料。官方建議，若有演出需求，最好維持在穩定版本。
**重要提示：**若從 4.6.5 之前的版本更新，且更新卡在崩潰循環中，請嘗試關閉所有已連接的藍牙裝置。此問題已在 4.6.5 及更高版本中得到修復。
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m1m2常見問題（FAQ）
Q：M1 和 M2 晶片的主要區別是什麼？
A：M2 晶片在 M1 的基礎上進行了改進，擁有更多的電晶體、更快的 CPU 和更強大的 GPU，並加入了 ProRes 引擎。
Q：M1 MacBook 還值得購買嗎？
A：M1 MacBook 在效能和功耗方面仍然表現出色，對於日常使用和輕度工作負載來說，仍然是一個不錯的選擇。
Q：如何解決從 4.6.5 之前的版本更新時遇到的崩潰循環問題？
A：嘗試關閉所有已連接的藍牙裝置，此問題已在 4.6.5 及更高版本中得到修復。
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