这颗芯片，为何只有苹果做成了？

苹果放弃英特尔，为 Mac 产品生产自己的处理器显然进展顺利。其基于 ARM 的 M2 芯片将强大的 CPU 和 GPU 内核封装到一个封装中，为整个 Mac 产品组合提供中端到高端性能的完美融合。这对 MacBook 和 Mac Mini 等产品尤其有利，它们没有足够的空间安装强大的显卡，但可以容纳具有强大集成显卡的高端 M1 和 M2 芯片（如 M2 Max）。M2 Pro、M2 Max 和 M2 Ultra 非常令人惊叹。

那么为什么英特尔和 AMD 不做同样的事情，制造自己的拥有大量 CPU 和 GPU 核心的大型芯片呢？毕竟，他们本身都提供良好的 CPU 和 GPU 技术，他们从事 PC 业务的历史与苹果一样悠久（以及处理器设计的时间更长），而且他们对更广泛的处理器市场拥有更多的控制权。

但最终，英特尔和 AMD 有几个充分的理由不复制苹果 M2 的更大版本。

首先，让我们先明确一件事：如果英特尔和 AMD 愿意的话，他们可以制造像 M2 Max 甚至 M2 Ultra 这样的芯片。虽然 M2 Pro、Max 和 Ultra 与我们在 PC 中使用的产品有很大不同，但苹果所做的只是制造了一个包含 CPU 和 GPU 核心的大芯片。英特尔和 AMD 多年来一直在生产集成显卡的 CPU，Core i9-13900K 或 Ryzen 9 7950X 与 Apple M2 系列之间的唯一实质性区别是，更大的 M2 芯片配备了更大、更强大的 GPU。

英特尔和 AMD 也并非没有制造出与更大的 M2 处理器类似的芯片，甚至在 M1 推出之前也是如此。Intel 的 Kaby Lake G 系列结合了四核 Kaby Lake CPU 和 AMD 的中端 Vega GPU，虽然 Kaby Lake G 在商业上失败了，而且运行效果也不是很好，但它最终还是提供了当时的主流产品。强大的 CPU 和 GPU 组合。

AMD 的主要产品之一当然是 APU，这实际上只是一个营销术语，用来描述 AMD 带有集成显卡的游戏 CPU。自从十年前 Xbox One 和 PS4 推出以来，AMD 最成功的 APU 系列就是用于游戏机的 APU。Series X 和 PS5 中的最新游戏机 APU 结合了 8 核 Zen 2 CPU 和中端 RDNA2 GPU，使其至少与 M1 Pro 和 M2 Pro 处于类似水平，甚至可能与一些高端芯片处于类似水平也。

虽然苹果的 M2 系列对于苹果来说确实很酷并且很棒，但它绝不是完美的处理器，并且与英特尔和 AMD 的芯片相比，它有一些显着的缺点。这些缺点主要与内存、核心数量和制造有关，这对性能和价格都有很大影响。

Apple M 处理器最奇怪的地方（至少在我看来）是内存。通常，CPU 和轻量级集成显卡不需要那么多带宽，因此 Intel 和 AMD 倾向于将其主流芯片与小型 128 位宽内存总线配对。然而，GPU 需要大量内存带宽，这就是为什么独立 GPU 与 GDDR VRAM 配对并拥有更多内存总线，128 位通常是最低限度，仅保留给非常小的 GPU。

然而，Apple 在其 M 芯片上配备了非常强大的集成显卡，这需要比平常更多的内存带宽。虽然 M2 是普通的并具有 128 位宽总线，但 M2 Pro 和 M2 Max 具有 256 位和 512 位宽总线，并且由于 M2 Ultra 是两个 M2 Max 的组合，这意味着 Ultra 具有巨大的 1024-总线有点宽。这些总线占用了大量空间，约占 M2 Max 和 Ultra 大小的 13%，仅用于内存总线就需要大量空间。

所有为内存总线保留的区域都会产生多米诺骨牌效应。容纳更多 CPU 和 GPU 核心的空间较小，这使得 M2 Pro 和 M2 Max 在每平方毫米的性能方面表现不佳。例如，Mac Studio 中的 M2 Ultra在 Cinebench 等基准测试中远远落后于 Core i9-13900K 和 Ryzen 9 7950X（这两种最好的 CPU），特别是在多线程性能方面。这些 CPU 的体积要小得多，因为它们不会受到大型集成 GPU 所需的海量内存系统的阻碍。

尝试将大型 CPU、大型 GPU 和大型内存系统组合到单个芯片中会对制造产生影响。估计芯片尺寸为 550mm2（假设苹果上面的并排比较是按比例进行的，因为似乎不存在实际测量），M2 Max 非常大，而 M2 Ultra 是有史以来最大的消费芯片，尺寸超过 1,000平方毫米。在台积电的5nm节点上生产这些东西的成本肯定是天文数字。

但除了 M2 大版本芯片带来的所有硬件问题之外，商业模式也存在根本差异。苹果与英特尔和AMD有很大不同：它为自己生产处理器，为自己生产特殊产品。与此同时，英特尔和 AMD 正在生产为全世界除 Mac 之外的几乎所有 PC 提供支持的芯片，而追求如此大的市场意味着专业化是一种劣势而不是优势。这为每家公司在设计硬件时提供了一套截然不同的激励措施。

如果英特尔和 AMD 尝试制造自己的类似 M2 的大型处理器，那么一个主要问题将是主板。传统主流 x86 CPU 的优点在于它们往往非常小并且不需要任何疯狂的东西。但要为类似 M2 Max/Ultra 的芯片提供服务，英特尔和 AMD 必须推出具有大量插槽、大量 VRM 级的新主板，可能还需要八个内存插槽，您必须在其中完全填充快速模块才能获得良好的 GPU 性能。这显然非常昂贵而且非常麻烦。

苹果可以摆脱这一切，因为 M2 是专门为苹果想要生产什么样的电脑以及它的客户想要购买什么而设计的。英特尔和 AMD 无法做到这一点，因为我们喜欢拥有各种各样的 CPU，我们可以将它们放入个性化但最终相似的 PC 中，其中 RAM、存储和 GPU 都是即插即用的。想象一下，如果您只是想要更快的图形处理速度，就必须升级您的 1,000mm2 处理器；如果你认为RTX 4090很贵，那么你可能会因为一次升级而破产。

但它是双向的，M2 有一些明显的优势。例如，虽然苹果的 CPU 和 GPU 与英特尔、AMD 和 Nvidia 制造的高端产品相比相当弱，但 M2 产品堆栈从上到下都具有高端编码性能。苹果可以证明将这些编码器添加到其芯片中是合理的，因为很多人已经使用苹果设备来编辑视频。但由于英特尔和 AMD CPU 本质上是适用于各种用例的通用芯片，因此这种高端编码器没有意义，特别是当高端 GPU 可以弥补这一不足时。

在这三个公司的处理器设计方面，硬件和不同的商业模式是密不可分的。如果只是硬件、技术和规格，那么我们可能会看到英特尔和 AMD 也尝试制造类似 M2 系列的处理器。但苹果是一家生产自己的处理器的计算机设计公司，而英特尔和AMD是一家将处理器出售给其他公司的处理器设计公司。

虽然传统 PC 不太可能成为英特尔和 AMD 能够推出具有大量 CPU 和 GPU 核心的大型处理器的领域，但我认为这种芯片可以在其他领域取得成功。Intel 和 AMD 的最新创新之一是小芯片（或英特尔称之为“tiles”），这将使构建像 M2 这样的处理器变得更容易，因为英特尔和 AMD 可以采用自己通用的小芯片，以这样的方式将它们组合起来，就可以创建这个大型的专用处理器（用小芯片制造它也会更便宜）。

游戏机显然是此类芯片适用于 x86 的地方，但 NUC 或 OEM 台式机甚至笔记本电脑可能更适合 M2 类处理器。毕竟，这些设备一开始就已经相当锁定和定制，因此使用设计为与许多其他组件兼容的硬件的好处并不是什么大不了的事情。我认为没有必要让这成为现实，但我可能是错的，老实说，我希望我是这样，因为我希望拥有基本上是游戏版的 Mac Mini 或 Mac Studio。

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