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苹果M3系列“来势迅猛” 巨头酣战PC芯片

2023年,苹果上线旗舰手机iPhone15后,又迅速启动了第二场秋季发布会,此次主题是Mac电脑,主角则是电脑芯片M3。

在10月31日短短30分钟的发布会上,苹果M3系列的PC芯片率先炸场,一共推出了M3、M3 Pro和M3 Max三个型号。并且,三款新品都采用了3纳米工艺技术,使用了全新的GPU架构,被称为“苹果个人电脑芯片的新王者”。

M3系列芯片将搭载在苹果新款的笔记本电脑MacBook Pro和桌面电脑iMac中。其中,新款14英寸及16英寸MacBook Pro国内起售价分别为12999元、19999元;新款iMac将于下周上市,国内起售价10999元。

自2020年苹果首次公布了自研的电脑芯片M1以来,苹果的芯片家族更加系统化、性能更加强大,它不仅仅是一家消费电子终端企业,也具备了半导体企业的色彩。

另一方面,纵观PC领域,芯片端的竞逐愈演愈烈。不光是苹果在M系列上精进,高通、英伟达已经布局PC端CPU。值得注意的是,这些厂商支持的Arm架构芯片正在和x86架构正面比拼,攻入英特尔的腹地。

IDC亚太区研究总监郭俊丽向21世纪经济报道记者表示:“过去,微软及Intel构建了坚实的‘Wintel联盟’,经过几十年的迭代,x86性能优势显著,且具有最强的兼容性,支持最多的应用。所以,英特尔一直在PC端CPU占据着主导的地位,AMD作为追随者不断抢占市场。随着更多企业比如苹果、高通、英伟达、三星等对Arm架构PC芯片的布局,我们认为,这一趋势将会加剧竞争,ARM架构的CUP将会蚕食x86架构的市场份额。”

M系列的进化

尽管这场发布会被称为“苹果史上最短发布会”,但是M3芯片攻势凶猛,从M3到M3 Max,性能层层递进。

首先从晶体管、架构和性能看。根据苹果的介绍,M3拥有250亿个晶体管,比M2多50亿个,采用了下一代架构的10核GPU,能使得图形性能比M1快65%,同时拥有的8核CPU,让CPU性能比M1快35%。对于普通用户而言,M3的性能已经足够甚至存在过剩的情况。

但苹果还在追求极致性能的路上。M3 Pro拥有370亿个晶体管,18核GPU的处理性能比M1 Pro快40%,12核CPU设计的单线程性能比M1 Pro提升高达30%。实际应用上看,搭载了M3 Pro的MacBook Pro,能够更快速地在Photoshop中进行大量全景照片处理等操作,对于一些专业领域的用户而言,高性能能够满足其需求。

再看M3 Max,它的晶体管数量在M3 Pro的基础上进一步翻倍,数量高达920亿个,这也意味着性能的大幅提升。40核GPU让图像处理速度比M1 Max快50%,并且支持高达128GB的统一内存,使AI开发人员能够使用具有数十亿参数的大型Transformer模型,16核CPU则让性能比M1 Max快80%。很显然,这款性能爆表的芯片,是针对算力需求极高的场景,包括大规模的视频处理、生成式AI应用等。

从数据看,M系列性能怪兽继续狂飙,尤其值得一提新芯片中的下一代GPU架构。据介绍,和传统GPU架构不同的是,新的GPU具有动态缓存功能,可以优化本地内存的分配和使用,更高效地运行专业型APP和游戏。并且M3系列芯片首次采用硬件加速光线追踪技术,这项技术也从手机拓展到了PC端,能够让渲染速度提升、建模速度提升,比如游戏中的阴影和反光效果更佳。

郭俊丽向记者分析道,由于M2系列芯片升级幅度有限,没有充分刺激消费者的升级热情,从而导致MacBook出货量明显下降,M3的推出可以帮助苹果改善这一趋势。其次,苹果全面升级GPU,是在迎合当前人工智能的浪潮,而具有行业首创的动态缓存功能,对游戏等视觉开发者颇为友好,透露出苹果拓展游戏生态的野心。同时,M3、M3 Pro和M3 Max内置的神经引擎,可加速机器学习模型,呼应大模型训练的热潮。

不论在GPU还是CPU,苹果都自研已久,并且Mac电脑已经完成了从intel芯片向自家M芯片的转换,在PC终端、芯片领域都重塑了市场格局。

从PC视角看,业内人士指出,从M1、M2,再到如今的M3,苹果在三代的迭代中稳固了电脑端的算力实力,在Windows和x86制霸的市场中,以MacOS和Arm的搭配形成自己的护城河。尽管苹果Mac电脑在PC品类中占比并不高,但是一直聚焦高端细分市场,更像是看中高利润而非市场份额。

同时,苹果在以生态体系兜售产品,比如随着iPad逐步引入M芯片,平板和PC之间的交互将进一步升级,又比如苹果全系的手机、平板、PC都已经使用Arm架构,更容易在软硬件协同上更进一步,而安卓阵营、Windows阵营很难全系打通。

PC芯片竞赛

另一方面,苹果成为PC芯片竞争的一方代表,自研的M系列芯片每一次发布都在碾压对手。而今年的市场更加热闹,高通、英伟达正在加速进入PC端的CPU领域。

就在上周,高通推出了主打AI的PC处理器骁龙X Elite平台,X Elite并非横空出世。在2021年,高通就收购了芯片设计公司Nuvia,随后推出了基于4纳米工艺的Oryon CPU,X Elite平台就搭载了该CPU。按照规划,搭载骁龙X Elite的PC产品预计将于2024年中上市,而Oryon CPU还将从PC拓展到手机、汽车、可穿戴等领域。

根据高通披露的数据,Oryon CPU的单核性能超过苹果M2 Max近14%,在相同性能之下功耗降低30%;对比英特尔旗舰芯片酷睿i9-13980HX,在相同性能之下功耗可降低70%。直接的对比,也体现了高通欲在PC芯片上一争高下之心。

事实上,高通此前就在PC芯片上进行过尝试,基于Arm架构发布过骁龙7c、8c和8cx,希望以Windows和Arm的组合突围。但是并未在市场上掀起波澜,直至苹果M系列的崛起,一举带动了Arm架构在PC市场上的份额。

Counterpoint的数据显示,2022年,苹果公司以90%的份额引领Arm笔记本电脑市场。基于此,Arm的笔记本电脑市场份额也由2%以下增至2022年底的12%以上。

近十年来,Arm一直暗流涌动,苹果、高通之外,联发科、英伟达和AMD都野心勃勃,联发科针对入门Chromebook推出了Kompanio 520、528处理器;近期有媒体报道称,英伟达和AMD都在研发基于Arm架构的PC芯片,并将与微软合作支持Windows操作系统,预计最早将于2025年发布产品。

多年的研发之下,竞争态势正在发生变化。Counterpoint预计,2024至2025年,高通和联发科的解决方案有望在Arm笔记本电脑上实现超过50%的年同比增长。到2027年底,Arm最终或占据笔记本电脑市场约25%的份额。面对竞争,PC市场的最大厂商英特尔将在五年内失去近10%的份额,但英特尔仍将主导PC市场,占据超过60%的市场份额。

随着Arm力量的不断崛起,也为Windows PC带来新的动力,此外,生成式AI也为终端侧开启新空间。在2022年的一次财报电话会上,高通公司总裁兼CEO安蒙曾预计,2024年骁龙Windows PC将出现拐点。当下的2023年,PC市场确实正在迎来新的发展阶段。

除了Arm芯片助力之外,一方面是行业有望迎来复苏,根据IDC数据,今年三季度全球PC出货量为6820万台,同比下滑了7.6%,但环比增长了11%,已连续两个季度实现环比增长。

另一方面,AI PC成为新主题,不论英特尔、高通还是苹果今天的发布会,都提到了AI性能、新芯片都集成了AI相关的引擎。

比如苹果M3系列具有增强的神经引擎,可加速机器学习模型;高通骁龙X Elite拥有Hexagon NPU,能支持130亿个参数的大模型,在设备上使用Meta的Llama 2模型时,处理速度可以达到每秒30 tokens;英特尔即将在12月14日推出产品代号为Meteor Lake的酷睿Ultra处理器,同样配备神经网络处理器(NPU),在PC上提供高能效的AI加速体验,在未来的AI PC中,可以利用生成式AI在本地直接“自动”作曲。

可见,人工智能已经成为芯片厂商在PC端发力的重点,随着AI PC时代的到来,计算平台的新挑战赛正在进行中。

文章来源:http://www.xinwulian.net/news/2023/1101/1360.shtml