跨越 3 奈米天險:蘋果 M4 是否該正名為 M3.5?
2014 年 5 月初,蘋果線上發表第七代 iPad Pro「順便稍微介紹」M4 處理器,相信不少人第一時間,會覺得這大概是自從 2020 年底「狼終於來了」的 M1 至今,內容最「乾」的一次,而光看處理器帳面技術演進,蘋果只「敢」讓 M4 跟 M2 隔代比效能,如命名為 M4,連 M3 Ultra 都還沒影子的份上,稱為「M3.5」似乎還比較貼切。
▲ 蘋果 M4 竟然先搶灘 iPad Pro,而不是 MacBook,著實讓人有些意外。一直停在傳聞階段的 M3 Ultra 應該不會出現了。
第七代 iPad Pro 被疊聯式 OLED(Tandem OLED)面板大幅推高的成本,直接反映至 999 美元起價與頂規超越台幣 9 萬元的天價,加上想要 16GB 主記憶體,就得被迫選擇 1TB 儲存容量機型,等於變相降級,加上世人對高價平板普遍有「買前生產力,買後愛奇藝」(買平板想提升生產力,結果只拿去追劇)的刻板印象,以及蘋果這次壓扁眾多創作工具的 iPad Pro 宣傳廣告引發眾怒,M4 就這樣「風評被害」也不令人意外。
▲ 雖然很多人邊看著第七代 iPad Pro 售價邊哀號,但光那片疊聯式 OLED 面板,就足以讓售價增加 50%。
但所謂「魔鬼總是藏在細節裡」,M4 真的如此不值一看?當然不是,根據已公開的資料,足以判定這裡面透露不少值得期待的蛛絲馬跡,或許有「不期不待,沒有傷害」部分,特別是蘋果腳步遠落後其他人的「人工智慧」。
M4 的實際性能究竟如何?
回顧四世代蘋果 M 系列(代號 Vanilla)處理器,就攸關功能和效能的電晶體數量來說,從 M3 到 M4,成長幅度最低,且 GPU 微架構原封不動延續 M3,唯一亮點是蘋果特別關注人工智慧推論神經引擎(NPU),雖然仍為 16 核心,卻提供超過兩倍 38TOPS 理論效能,並超越 A17 Pro 的 35TOPS。
▲ M4 的 GPU 幾乎是原封不動從 M3 搬來,了無新意。
M4 的 CPU 效能是非常值得推敲的主題,蘋果並未分享 M4 和 M3 的詳細比較,僅表示 M4 比 M2 快 50%。但查看可能是早期 M4 iPad Pro 的 GeekBench 基準測試時,結果顯示單核得分約 3,700 分,多核近 15,000 分。
相比之下,M3 單核是 3,100 分,多核心 12,000 分。換言之,M4 單核心 CPU 效能較 M3 提升 18%,多核心更高達 25%,可隱約看出多兩小核的影響。GPU 就較失望,畢竟規格大同小異,M4 僅比 M3 快 13%。
▲ M4 的「四大六小」CPU 核心極可能是非常暴力的微架構,並首度支援 Arm v9 指令集架構與可擴展矩陣延伸指令集(SME)。
然後較不容易注意到的是,與前代產品一樣,M4 有專用媒體引擎,可硬體加速 H.264、H.265(HEVC)、ProRes 和 ProRes RAW 的編碼解碼,即便支援媒體格式和 M3 相同,但媒體引擎硬體加速解析度從 4K 一舉拉上 8K,也是明顯的進步。
台積電 3 奈米製程是否限制 M4 成長?
無獨有偶,「隔代較量」自家產品技術的不只有蘋果,還有生產 Apple Silicon 的台積電,並未直接比較初代 3 奈米(N3B)和台積電多數客戶選擇(等待?)的第二代(N3E)。N3E 比 N3B 有更少 EUV 層數和更低邏輯電路電晶體密度,但性能更好,可從兩者與初代 5 奈米的差異,推敲出進步程度。
從這個角度觀察,M4 可提高 18% 的 CPU 單核效能,且時脈比 M3 低,還擊敗英特爾 Core i9-14900KS 成為新單核性能冠軍,是非常不得了的事,極可能是嶄新的強力 CPU 微架構,並支援 Arm v9 指令集與可擴展矩陣延伸(SME)。
再考量新增兩小核,M4 僅多 12% 的 30 億電晶體,卻能有這些看似毫不起眼的重大改進,其實非常了不起,電晶體預算都有精確砸到刀口上,蘋果應當成功將 M4 整體功耗和晶粒面積,控制在相當 M3 的水準。
更可怕的還在後面,假若眼光放遠到電晶體數量增長,就會更震驚:短短兩年內 M4(N3E)比 M2(N5P)增加足足 40%,超過台積電預估 30% 理論上限。不難想見蘋果晶片研發團隊,對電路最佳化投入的資源和心血,尤其製程微縮越來越困難的現在,像 M4 這樣「為了降低風險而小步快跑」,日後只會越來越常見。
理論效能倍增的 NPU 能否讓蘋果 AI 領域突破?
談到 M4 升級的神經引擎(ANE)時,蘋果表示它是「當今任何 AI PC」最強大的神經處理單元,M4 神經引擎每秒可處理 38 兆次運算(38TOPS),是 M3 每秒 18 兆次(18TOPS)兩倍多,也是 M2 每秒 15.8 兆次(15.8TOPS)近三倍。
▲ 只要對技術發展有點敏感度,就知道「區區 38TOPS」的「人工智慧效能」實在有點難看,但死忠果粉應該不在乎,或根本不知道其他人的狀況。
假如是眼光狹隘到僅限「蘋果園」的果粉,或許會直覺性認為蘋果還是好棒棒,但只要對新型處理器有點認知的人,就會知道這數字不太好看,難登大雅之堂,連微軟定義的 AI PC 標準「40TOPS」都沒有,但話說回來,如果因為蘋果,提前引爆「你家 TOPS 不等於我家 TOPS」這顆潛在地雷,對整體業界不啻是好事一樁,讓盲目追求數字賽豬公的廠商和消費者,更重視「實際使用者體驗」。
理所當然的,這世上絕不缺皈依蘋果神教的死忠果粉,深信「蘋果很快就會推出非常厲害的人工智慧神兵利器」。不過蘋果長期缺乏明確人工智慧戰略和共識,且「閉門造車十年」這件事浪費太多資源,早是眾人皆知的公開祕密,也充分反應至被微軟超車的市值,寄望蘋果靠「用主打 AI 的 M4 晶片改革整個 Mac 產品線」就一舉彎道超車,即使蘋果有手握軟硬體垂直整合的先天優勢,還是不要過度期待比較好,免得期望越大,失望越大。
Windows On Arm 存在目的不是為了跑分
既然說到 M4 和個人電腦 Apple Silicon,筆者就順道談談近來關注度越來越高的 Windows On Arm(WoA)。現在看來,以高通(Qualcomm)為首的廠商的確是「玩真的」,今年 COMPUTEX(台北國際電腦展)也很可能是 Snapdragon Elite X 筆電首度傾巢而出的舞台。
▲「隨時可用性」才是 Windows On Arm 筆電的重頭戲,只希望這些晶片廠商也不要忘記初衷,避免盲目害蘋果與 x86 雙雄比跑分,但這件事也需要微軟大力加持。
但筆者注意到網路流傳一種觀點,這些 WoA 系統單晶片「跑分跑不過 x86 雙雄,所以沒有價值」。筆者唯一評論就是「見樹不見林」,完全搞錯方向。WoA 對 Windows 筆電的最重要目的,不僅使電池續航力追上 MacBook,更寄望實現如手機「隨時可用性」(同時擁有 Windows 筆電和 MacBook 的人一定很有感),這才是 WoA 筆電唯一目標,也是 x86 雙雄想給也給不了的方案。
跑分好不好看,從來就不是重點,況且英特爾已在 Alder Lake 和 Raptor Lake 世代,告訴大家 x86 筆電桌機處理器的功耗可以慘烈到何等恐怖的程度,且英特爾看起來不認為這有什麼問題。
▲ 假如預測成為現實,那 x86 雙雄的 CPU 發展基礎將遭嚴重削弱,少了夠大基本盤,資料中心產品線也難維持長期競爭力。
至於業務重心早轉移至雲端服務和人工智慧的微軟,是否願意軟體最佳化投入足夠人力資源,讓所有 Windows 筆電都搖身一變成為「隨時保持連網(Always Connected)並幾乎永不關機」的 AI 終端,就端賴這間全球市值第一的公司到底怎麼想了。
(首圖來源:蘋果)