全球首颗3nm电脑来了！苹果Mac电脑正式进入3nm时代

作者 |  ZeR0

前不久，苹果在线上举行了主题为“Scary Fast（来势迅猛）”的特别活动，并首度推出采用3nm先进制程工艺的个人电脑芯片——M3、M3 Pro、M3 Max。

此次特别活动的视频由iPhone拍摄、Mac电脑剪辑制作而成。在短短半小时的发布中，苹果密集释放了三款3nm芯片的性能提升信息。 自2020年6月以来，苹果公司大胆弃用英特尔x86处理器，Mac电脑产品线全面转向采用基于Arm架构的苹果自研芯片。这也是苹果电脑启用自研芯片以来的首次制程节点更新换代。

前两代M1和M2系列芯片均采用5nm制程工艺，而M3系列芯片的发布，标志着苹果Mac电脑正式进入3nm时代。 3nm利用先进的EUV（极紫外光刻）技术，可制造极小的晶体管，一根头发的横截面就能容纳两百万个晶体管。苹果用这些晶体管来优化新款芯片的每个组件。

可以看到，苹果加快了推出新一代芯片的速度。M2与M1芯片的发布时间相隔19个月，而M3与M2芯片的发布时间间隔缩短至约16个月。这也是第一次标准版与Pro和Max版芯片同时推出。

▲苹果M1~M3系列芯片配置对比。加*的M3 Ultra为传言信息，真实数据以苹果后续官方发布为准。（芯东西制图）

01. 三款M3芯片核心配置对比‍ 最高晶体管数920亿颗

3款M3系列芯片新品的核心配置如下： 1）M3：拥有250亿颗晶体管、8核CPU、10核GPU。CPU速度最高比M1提升35%、比M2快20%；GPU速度最高比M1快65%、比M2快20%。将搭载于新款14英寸MacBook Pro中。

2）M3 Pro：拥有370亿颗晶体管、12核CPU、18核GPU。CPU速度最高比M1 Pro快20%；GPU速度最高比M1 Pro快40%，比M2 Pro快10%。将搭载于14和16英寸MacBook Pro中。

2）M3 Max：拥有920亿颗晶体管、16核CPU、40核GPU。CPU速度最高比M1 Max快80%、比M2 Max快50%；GPU速度最高比M1 Max快50%，比M2 Max快20%。最高128GB统一内存能处理有数十亿个参数的Transformer模型。将搭载于16英寸MacBook Pro中。

02. GPU性能飙涨‍ 首度引入硬件加速光追

M3系列芯片GPU的提升尤其显著，采用新一代GPU架构，并首创动态缓存功能。 传统GPU架构是由软件在编译时根据接下来的任务决定预留多少局部GPU内存，结果是根据需求最高的单个任务为所有任务预留相同的内存量，这会造成GPU的利用率不足。

而苹果新一代GPU中，局部内存可实时在硬件中动态分配，因此每项任务仅会占用它实际所需的内存量，进而大幅提高了GPU的平均利用率，显著提升繁重的专业app和游戏性能表现。 网络着色提升了几何模型处理的功能和效率，能打造视觉效果更复杂的场景。新GPU架构还首次将支持硬件加速的光线追踪带到了Mac上，为游戏渲染出更逼真的光效和阴影，让专业3D渲染软件生成更好的光追效果，速度也变得更快。 硬件加速光线追踪与新的GPU架构结合，使得专业app的渲染速度最高提升至M1系列芯片的2.5倍、M2系列芯片的1.8倍。

03. 功耗远低于12核PC笔电 每秒AI运算次数超过18万亿次

M3系列的CPU主要通过性能核心提高分支预测、更宽的解码和执行引擎，以及能效核心更深的执行引擎等优化来获得更高的性能。其性能核心速度最高比M1系列提升30%、比M2系列快15%，能效核心速度处理许多常见任务时最高比M1系列快50%、比M2系列快30%。

从能效来看，M3 CPU仅用1/2的功耗，就能达到与M1相同的多线程CPU性能。GPU在提供与M1相同的性能时，功耗也几乎减半。与最新的12核PC笔记本电脑芯片相比，提供相同CPU性能时，只用1/4的功耗；对比GPU时，达到相同性能，M3的功耗仅为12核PC笔电的1/5。

强化的16核神经网络引擎也更快更高效，每秒运算次数超过18万亿次，比M1系列提速60%，比M2系列快15%。AI计算速度越快，越有助于将数据保留在设备端以保护隐私。 M3系列还拥有先进的媒体处理引擎，可对常用的视频编解码器进行硬件加速，现支持AV1，播放流媒体视频时能效更高。  

04. 比英特尔机型快11倍 跑Photoshop速度大增

搭载M3系列芯片的新款MacBook Pro，视频播放最长达22小时，无线上网浏览最长达15小时。它相比最快的英特尔芯片MacBook Pro，速度最高可达11倍。 得益于其能效，用户处理大部分类型的工作时都不会听到风扇运行，电池续航延长多达11小时。

搭载M3芯片的14英寸MacBook Pro，图像过滤器和效果性能最高比搭载13英寸M1机型快60%，比13英寸M2机型快40%。用SketchUp制作精细的3D模型、用SurgicalAR在XDR屏上展开大幅医学图像查看精致细节和进行交互等任务都变得更快。 苹果也推出了搭载M3 Pro芯片的14和16英寸MacBook Pro。其中16英寸MacBook Pro图像处理速度最高比16英寸M1 Pro机型快40%，比16英寸M2 Pro机型快20%，因此用Photoshop拼接和编辑巨幅全景照片、在MATLAB中处理庞大且复杂的数据模型、在Xcode中编译和测试数百万行代码更快更流畅。

还有搭载M3 Max的MacBook Pro，适合对性能要求高的AI开发者、3D艺术家和视频编辑工作者，其在Cinema 4D的场景渲染性能最高达到16英寸M1 Max机型的2.5倍、16英寸M2 Max机型的2倍。 M3 Max机型支持最高128GB的统一内存。苹果第一个拥有如此高容量内存的机型是配备M1 Ultra芯片的Mac Studio，而18个月后的今天，MacBook Pro也迎来这一内存配置。

更大的统一内存，使得创作者能轻松处理多个庞大复杂且涉及一众专业app及插件的项目，比如从内存中即时调用整个管弦乐曲资料库。 M3 Pro机型能外接2台高分辨率显示器，M3 Max机型可外接4台高分辨率显示器。这两款机型还新增了一款深空黑色配色。

24英寸iMac也迎来首次升级，搭载M3芯片，速度最高达M1芯片版iMac的2倍，是27英寸iMac英特尔主流机型的2.5倍，是21.5英寸iMac英特尔高配机型的4倍。

iPhone、iMac和其他苹果设备之间可以紧密整合，如用iMac发信息、接电话，用iPhone扫描的文件立即就能在iMac上查看。

搭载M3系列的新款14英寸MacBook Pro起售价为12999元，16英寸机型起售价为19999元。搭载M3的新款iMac起售价为10999元。这些新品11月1日上午9点接受订购，11月7日发售。   05. 结语：苹果带飞Arm架构 激励电脑芯片赛道创新

苹果自2020年以来在转向自研电脑芯片所取得的成功，证明了Arm架构在电脑市场的价值，也激励了个人电脑芯片赛道的竞争与创新。 高通同样正在积极研发适配Windows操作系统的基于Arm架构的电脑芯片，并提供本地运行百亿级参数大模型的算力。另据外媒报道，英伟达计划最早在2025年进入个人电脑芯片市场。

编辑：黄飞