为什么 M1 Max 的功耗控制可以如此优秀？

[NanonaN]

今天 M1 Max 的 MacBook Pro 到货，着实震撼到我了。首先性能比 MacBook Pro 16' 2019 强太多，打开各种软件没有一丁点卡顿，但最让我震惊的是 M1 Max 的功耗控制：我平时工作时会外接 3 个 4K 显示器，之前的 MBP 16 只要接上显示器立刻开始风扇狂转，再打开几个 PyCharm 项目，后台一旦 index ，风扇直接拉满；我也试过 M1 版本的 MacBook Pro ，接上一个 4K 显示器后机身就开始发热了，运行几个项目后风扇也会开始转动；但 M1 Max 在外接 3 个 4K 显示器的情况下，不管我进行多么重度的操作，都完全听不到风扇的声音，即使 CPU 占用率 200%半个小时之后风扇依然不转，机身甚至只有一点点温热。苹果到底是怎么做到在大幅度提高性能的同时还有如此优秀的功耗控制的？难道 ARM 的低功耗底子真的就比 X86 强这么多吗？

[0Vincent0Zhang0]

这两天装了一大堆 APP ，跑了 idea ，docker ，Safari 开了好多 tab 都很安静，旁边的 x1c 没啥事干但风扇却时不时要展示一下存在感。
差别太大了！ intel 真是不给力。

[NanonaN]

@dingwen07 确实，但 intel 占用率即使只有 70%，风扇也早就崩不住了，客观差距还是相当明显的

[Osk]

天下苦 intel 久矣: 上上网还行, 一干重活风扇马上起飞...

Intel 输在制程:
apple 用的 5nm 制程, 本身就吃了一大优势.
intel: 制程确实输了一步了, 目前 intel 7 (10nm+)vs 台积电 5nm , 这中间也差了 2 哇.

Intel 输在 os 配合:
apple 可以很好的和自己的软硬件配合.
intel: 还得和 Windows 配合, 一配合不好就开始乱来... Windows 10 本身闲置时会后台执行维护和优化任务, 所以有时放着也会风扇起飞, 特别是一些 Windows 第三方程序本身也不是善茬, 就更加热了.


intel 输在兼容:
如果 intel 像 apple 那样搞不兼容, 那么 x86 估计也会好一些, 不用背上兼容性包袱. 与之配合的 Windows 也是, 一堆兼容性包袱.
Intel 不兼容的 ia64 都快凉透了.


但是, 没有选择:
intel 平台便宜,
intel 平台兼容, 不至于升级后一堆不兼容问题.
intel 自由, 除了个别脑残产品(surface pro 4? - 7 的)把 ssd 焊死, 其它都可以拆下来(surface 7+, 8 等), 实在觉得 ssd 焊主板这种设定很吃相难看, 不尊重用户的数据安全.
等等..

[ShadowPower]

随着功耗的增长，性能的提升不是线性的。
我记得 NVIDIA MX250 显卡曾经有过 8W 、10W 、25W 、35W 的版本，可以找一下这个显卡不同功耗版本的性能表现。我一时半会没有找到详细的对比。不过，在我印象中，在散热良好的笔记本上，最高规格和最低规格的版本差别不到 40%。
只要把频率和功耗放低，性能并不会下降得特别多，但是能耗比会显得更高。
NVIDIA 的 Max-Q 后缀显卡也采用这种方法来提升能耗比，规模不变，频率变低。中端显卡能牺牲大约 10%的性能，可以降低大约 40%的功耗。
而 GPU 擅长的图形渲染工作是可以高度并行的，哪怕核心数非常多，也可以充分利用。
因此，在降低频率（同时也降低了功耗）的前提下，增加核心数量，就可以把牺牲的一点点性能弥补回来。

如果把频率控制在较低的水平，并大幅增加核心数量，那么一个“功耗又低，性能又强”的 GPU 就诞生了。

CPU 同理，Intel 和 AMD 都没做到 M1 的发射宽度（我不确定，M1 是 8 发射的）。相关知识： https://cs.nju.edu.cn/swang/CompArchOrg_13F/slides/lecture26.pdf

x86 指令是变长的，分割指令并不像 ARM 这种定长指令那么简单，需要的晶体管数量要更多，堆发射宽度的代价相对要大。之后还得转成μOP （还是软件实现的）放在 RISC 架构上执行。

另外，对于特定的计算任务，做专用的集成电路来实现，能得到极高的性能和极低的功耗。

当然，还有其他原因，比如台积电 5nm 制程的优势等。

[Borden]

并没有很强啊，根据这个图，M1 除了最尖尖上那一点以外，其余全段吊打 M1 Pro/Max 呀


[Zien]

可能你之前的那台 m1 有问题😅😅😅

[Hoshinokozo]

我觉得主要还是设计思路的区别：

苹果的设计思路是不考虑成本的，所以 M 系处理器采用的是宽架构+低频率的设计思路，优点很明显：性能强，功耗低，缺点就是晶体管消耗量大，成本高

英特尔的设计思路就保守许多了，采用的是窄架构（ X86 也不像 ARM 那么好做宽）+ 高频率的组合，优点是成本好控制，高频率下性能也不差，缺点就是功耗高了。另外，M 系列用的是 5nm 工艺，英特尔这边则是 11 代是 14nm ，差了两代，12 代是 10nm ，等效 TSMC7nm ，也差了一代，被暴打也不奇怪。。。

最新消息是英特尔的 12900hk 似乎比分反超了 M1MAX 一小点，这样看来英特尔还是有东西的，就是特么的喜欢挤牙膏，被逼急了才知道努力了，AMD YES ！

[xiparos]

我的 m1 max 风扇一直狂转，就接了一个 dell u2720q 的 4k 显示器
同时 edge 开了 30+个 tabs
chrome 开了 10+个 tabs
外加一堆 app ，处理文本的，看视频的，下载的，工具类型的，包括 vx 什么的
后来发现，只有处理图形界面的时候，风扇转的厉害
其他的应用类的 app ，风扇转的就没那么离谱