打從 Apple 宣布將 Mac 全面從 Intel 平台轉向自家研發的 Apple Silicon 平台開始,Mac 家族中的各項產品所屬的定位就出現了非常劇烈的震蕩,某種程度上也對消費者造成了不少困惑,例如 2020 年搭載 M1 晶片的 13 吋 MacBook Pro 發表時由於其性能表現過於優異使得當時家族中的老大哥 16 吋 MacBook Pro 的存在變得相當尷尬,這個問題在搭載 M1 Pro 與 M1 Max 晶片的 14 吋與 16 吋 MacBook Pro 推出之後得到了解決,但在同時卻也凸顯了持續沿用 2016 年設計的 13 吋 MacBook Pro 逐漸顯出老態的問題。
隨著今年六月 WWDC 2022 開幕演說上 Apple 發布了 M2 晶片並且繼續推出採用相同設計、僅有晶片升級的 13 吋 MacBook Pro 之後,我們可以推測這樣的狀況在短期內大概不會獲得解決,因此 MacBook Pro 成為了本站最新系列文章「怎麼買」的第一個主題,希望能夠透過詳細、多方面的分析協助目前正在這幾款 MacBook Pro 之間猶豫不定的讀者。
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M1 家族與 M2 間的距離?
在 WWDC 2022 開幕演說結束之後站長觀察到最多人關心的問題就是「相較於 M1 家族來說,M2 的提升到底有多少?」,有些人關注的是 M2 相較於 M1 而言的代間差距,還有一部分人關注的則是 M2 是否有機會「以下犯上」挑戰 M1 Pro 甚至是 M1 Max。
先講結論:M2 相較於 M1 而言有所提升是肯定的,但想「以下犯上」挑戰 M1 Pro 這件事情則不太可能,M2 主要屬於「正常幅度」的代間提升,並不會有先前從 Intel 架構跨到基於 ARM 架構設計的 Apple Silicon 平台那樣讓人驚訝的「革命性改變」,絕大多數改進體現於功能的補完、架構的優化與規模的提升,讓我們先從規格比較開始看起:
晶片 | M1 | M2 | M1 Pro | M1 Max |
核心面積 | 118.91 mm2 | 155.25 mm2 | 245 mm2 | 432 mm2 |
電晶體數 | 160 億個 | 200 億個 | 337 億個 | 570 億個 |
P-Core 數量 | 4 | 4 | 6 / 8 | 8 |
P-Core 架構 | Firestorm | Avalanche | Firestorm | Firestorm |
P-Core 時脈 | 3.20 GHz | 3.49 GHz | 3.23 GHz | 3.23 GHz |
P-Core L1 快取 | 192 KB + 128 KB | 192 KB + 128 KB | 192 KB + 128 KB | 192 KB + 128 KB |
P-Core L2 快取 | 12 MB | 16 MB | 24 MB | 24 MB |
E-Core 數量 | 4 | 4 | 2 | 2 |
E-Core 架構 | Icestorm | Blizzard | Icestorm | Icestorm |
E-Core 時脈 | 2.06 GHz | 2.42 GHz | 2.06 GHz | 2.06 GHz |
E-Core L1 快取 | 128 KB + 64 KB | 128 KB + 64 KB | 128 KB + 64 KB | 128 KB + 64 KB |
E-Core L2 快取 | 4 MB | 4 MB | 4 MB | 4 MB |
系統級快取 SLC | 8 MB | 8 MB | 24 MB | 48 MB |
記憶體類別 | LPDDR4X-4266 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 |
記憶體通道寬度 | 128-bit | 128-bit | 256-bit | 512-bit |
記憶體頻寬 | 68.2 GB/s | 102.4 GB/s | 204.8 GB/s | 409.6 GB/s |
記憶體容量 | 8 或 16 GB | 8 或 16 或 24 GB | 16 或 32 GB | 32 或 64 GB |
GPU 架構 | 第四代 | 第五代 | 第四代 | 第五代 |
GPU 核心數 | 7 或 8 | 8 或 10 | 14 或 16 | 24 或 32 |
神經網路引擎 | 16 核心 | 16 核心 | 16 核心 | 16 核心 |
AI 理論性能 | 11 TOPS | 15.8 TOPS | 11 TOPS | 11 TOPS |
製造工藝 | TSMC N5 | TSMC N5P | TSMC N5 | TSMC N5 |
從上方的規格表可以看出 M2 在規模配置上與 M1 其實相當接近,例如維持四個 P-Core 與四個 E-Core 的配置、與 M1 相同的快取記憶體配置等,相較於 M1 來說 M2 最主要的規格改進出現在四個方面:
首先是記憶體控制器在 M2 上得到了「補完」,捨棄 M1 所使用的 LPDDR4-4266 改為採用與 M1 Pro、M1 Max 相同的 LPDDR5-6400 規格,這點其實在 M1 Pro 推出當時就已經在預期之中,可能是 M1 在推出時蘋果來不及完成 LPDDR5 相關的開發、優化或是單純基於定位考量,所以才並未在 2020 年給 M1 用上 LPDDR5 記憶體,但值得注意的是 M2 身上的記憶體通道寬度與 M1 相同 (僅有 M1 Pro 的一半),因此雖然 M2 已經用上 LPDDR5-6400 記憶體,但在記憶體頻寬方面 M2 仍然是遠遜於 M1 Pro 的。
第二個主要改進在於 M2 所使用的 CPU 核心架構由 M1 家族所使用的 Firestorm 與 Icestorm 組合升級為與 A15 晶片相同的 Avalanche 與 Blizzard 組合,但如同我們在 A14 與 A15 上所見到的,這兩代 CPU P-Core 核心的提升幅度其實相當不明顯 (這很可能就是去年 iPhone 發表會上沒有拿 A14 出來對比 CPU 性能提升的主因),單核心性能提升主要來自於 M2 的 P-Core 時脈比 M1 高出約 9% 左右,不過考慮到 A15 當中的 E-Core 相較於 A14 似乎有著約 15% 的提升,M2 的 E-Core 性能應該也有相當幅度的改進,Apple 宣稱 M2 的整體 CPU 性能比 M1 高出約 18% 很可能就是來自於此。
第三個主要改進則是 M2 引入了第五代的 GPU 核心架構 (由 iPhone 13 系列所使用的 A15 晶片擴增規模而來),由於架構基本上與 A15 一致,因此可以預期 M2 的 GPU 性能應也和 A15 一樣比起前代有著相當顯著的提升,再加上規模近一步從 M1 的 7 至 8 個核心增加為 8 至 10 個核心,相較於 M1 來說 M2 最大的提升很可能就落在 GPU 部分。
最後一個主要改進則體現在神經網路引擎上,M2 搭載的神經網路引擎與 A15 相同,因此理論性能從 A14 的 11 TOPS 提升為 15.8 TOPS,有著高達 43.6% 的性能提升。
M2 與 M1 家族 CPU 性能比較
在看完規格差異之後接下來讓我們把目光轉向基準測試軟體的測試結果上,目前最常用於測試 Apple Silicon CPU 性能的基準測試軟體主要為 GeekBench 5 (由於 M1 Max 與 10 核心版本的 M1 Pro 在 CPU 部分基本上相同,因此在上表中我們僅列出 8 核心版本的 M1 Pro):
晶片 | M1 | M2 | M1 Pro (8C) | M1 Max |
核心配置 | 4P + 4E | 4P + 4E | 6P + 2E | 8P + 2E |
Geekbench 5 單核心 | 1,682 | 1,919 | 1.731 | 1.745 |
Geekbench 5 多核心 | 7,467 | 8,928 | 9,513 | 11.563 |
由上面的結果可以得知 M2 的單核心性能大致上比 M1 高出約 14% 左右,比 M1 Pro、M1 Max 則高出了大約 10%,而單核心性能主要受 P-Core 的峰值性能影響,因此我們可以確定 M2 相較於 M1 家族而言在 P-Core 架構方面的改進確實幅度不大,主要的提升來自於 M2 的 P-Core 時脈設定比 M1 要高出約 9% 左右以及記憶體控制器方面的改進。
多核心性能方面 M2 則比起 M1 有著約 19% 的性能提升,與 Apple 官方在發表會所宣稱的提升幅度相符,由多核心性能的提升幅度明顯高於單核心性能提升幅度看來 M2 的改進方向確實與 A15 相當類似,比起 P-Core 來說更著重於 E-Core 的改進,但在多核心性能方面 M2 的表現並沒有優於 8 核心版本的 M1 Pro,而 10 核心版本的 M1 Pro 與 M1 Max 在多核心性能方面依然有著約 30% 的顯著優勢。
M2 與 M1 家族 GPU 性能比較
如同前面所述,考慮到 A15 與 A14 的經驗,M2 相較於 M1 家族而言最顯著的改進很可能會落在 GPU 部分,目前最常用於測試目前最常用於測試 Apple Silicon GPU 性能的基準測試軟體主要為 GeekBench 5。
晶片 | M1 | M2 | M1 Pro | M1 Max |
GPU 核心數 | 8 | 10 | 16 | 32 |
Geekbench 5 Metal | 21,429 | 30,663 | 41,722 | 69,059 |
每核心得分 | 2,678.63 | 3,066.30 | 2,607.63 | 2,158.09 |
Geekbench 5 OpenCL | 18,254 | 27,304 | 36,594 | 55,849 |
每核心得分 | 2,281.75 | 2,730.40 | 2,287.13 | 1,745.28 |
3DMark Wild Life Extreme Unlimited | 5,022 | 6,842 | 10,477 | 14,487 |
由測試結果可知在 M1 家族中除了 M1 Max 之外,在 16 個 GPU 核心以下的版本中基本上性能與核心數量呈正比成長,因此可透過計算每核心平均得分大致得到其與 M2 之間的架構差距,在這方面可以得出 M2 當中使用的第五代 GPU 核心比起 M1 家族使用的第四代 GPU 核心有大約 14.5% 的成長,但值得注意的是完整版 M2 比起完整版 M1 來說增加了額外的 2 個 GPU 核心 (核心規模提升 25%),在總體性能而言 M2 比起 M1 有著大約 43% 的大幅成長。
但值得注意的是由於 M1 Pro 有著更大規模的 GPU 核心配置 (可多達 14 至 16 個 GPU 核心),因此在性能方面 M1 Pro 仍然可以輕易勝過 M2。