芯片|是什么限制了英特尔推出比苹果更强的芯片?( 二 )


被各项条件所「束缚」的英特尔 与苹果相比 , 英特尔更像是绑着沙袋跑步的长跑运动员 , 每个沙袋都代表一个限制条件 。
从市场的角度来看 , 苹果主要面向的是高端消费群体 , 而英特尔更像是学校里的一位老师 , 需要照顾很多学生 , 比如低端上网本, 主要给那些预算有限 , 不打游戏的用户;学生和上班族会优先考虑的中端轻薄本;为热爱游戏 , 追求极致性能的玩家准备的游戏本;甚至是面向企业的移动工作站 。
最关键的是 , 应用于苹果 Mac 系列的芯片屈指可数 。 作为对比 , 英特尔每年要发布几十款处理器 , 分别提供给各个传统 PC 厂商 。
芯片种类和数量的限制 , 各类用户需求的限制 , 芯片供应商身份的限制 , 这些都不允许英特尔孤注一掷 , 将研发资金和人才全部投入到芯片设计上 。

实际上 , 英特尔芯片设计并不差 。 以 12 代酷睿 Alder Lake-H 系列为例 , 这是英特尔首次采用混合架构的笔记本电脑芯片 , 采用了英特尔 7 工艺 , 实际相当于业界通行的 10 nm 制程工艺 。
英特尔表示 , 酷睿 i9-12900HK , 拥有 6 个 5GHz 高性能核心和 8 个高效内核 , 其 CPU 性能相比 M1 Max 高出 50% 。
但是在移动端 , 功耗是一项重要指标 。 而酷睿 i9-12900HK 最小保证功耗超过了 35 W , 远高于 M1 Max 的 20W 。 折算下来 , 酷睿 i9-12900HK 需要近两倍的功耗才能提供比 M1 Max 高 50% 的性能 。
理论上来讲 , 酷睿 i9-12900HK CPU 性能强于 M1 Max , 是一个不争的事实 , 但如果算上能耗比的话 , 很难说酷睿 i9-12900HK CPU 性能可以全面压制 M1 Max 。

苹果 M 系列芯片能够实现低功耗、高性能的原因 , 其实与制程工艺 , 以及 ARM 架构没有兼容性「包袱」有关 。
举个例子 , M2 采用了台积电第二代 5nm 制程工艺 , 而英特尔仍在使用 10 nm 制程工艺 。 制程工艺决定了单位面积上有多少晶体管 , 有多少晶体管决定了芯片的性能 , 这是绕不过去的物理定律 。
英特尔之所以没有在芯片上使用 5nm 制程工艺 , 是因为自家工厂目前只能做到 10nm , 如果找三星、台积电代工 , 其成本势必会增加 。 而苹果并没生产芯片的工厂 , 只是参与芯片设计 , 芯片的产出主要由台积电负责 。

苹果 M 系列芯片功耗低的另一大秘诀在于 ARM 架构剔除了现代看来无用的设计 。
英特尔 X86 系列 CPU 发家的本领 , 莫过于极强的兼容性 。
比如为了兼容英特尔 386 系列 CPU 指令集 , 内置了不定长指令集 IA-32 , 相比 ARM 的 定长指令集 , 效率会更低 , 以至于会做很多无用功 , 最终导致 CPU 功耗增加 。
再比如 TSS 任务硬切换 , 现在主流的操作系统已经不再使用 IA-32 进行任务硬切换机制 , 基本上都改用软件的形式 , 然而这一系列的复杂指令仍然留存于 IA-32 。
换句话说 , 英特尔为了 X86 系列 CPU 的兼容性 , 其内部保留了很多旧时代的设计 , 包括 8086 兼容模式、过时的指令、冗余的标志位、非统一寻址等 。
IA-32 有很多历史存留问题 , 例如存储芯片价格昂贵 , 导致很多指令需要尽可能做更多的事 , 并且 , 由于兼容性原因 , 很多功能点加上之后便无法剔除 , 这就导致无形之中为这些陈旧且无用的设计付出了一些功耗 , 以及进一步增加了 X86 架构指令集的复杂程度 。

因此 , 相比于两家科技巨头的芯片设计能力 , 上述这些限制条件 , 更像是英特尔推出比苹果 M 系列性能更强、功耗更低芯片的「绊脚石」 。
苹果 , 英特尔心中的一块「巨石」 看到苹果 M 系列芯片大放光彩后 , 英特尔自然不会坐以待毙 , 不惜利用天价薪资招贤纳士 , 甚至直接「挖角」苹果 。