苹果 M4 处理器深度解析

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经过数月的苹果 M4 芯片传闻和猜测后，苹果公司终于宣布了其"超强大"的 M4 芯片的推出。 M4 芯片旨在在设备上执行人工智能任务，同时也为最新的 iPad Pro 提供动力增强 - 这是苹果迄今为止最薄最强大的平板电脑。 这款芯片，或者更准确地说是一款系统级芯片(SoC)，具有苹果有史以来最快的"神经网络引擎"，能够每秒处理 38 万亿次运算 。 苹果公司声称这比任何当今人工智能 PC 的神经处理单元都快。 此外，苹果 M4 处理器的性能比上一代 iPad Pro 所用的 M2 芯片高出 1.5 倍，或者在功耗仅为一半的情况下，可提供相同的性能。 M4 的神经网络引擎与其显示引擎、GPU 和 CPU 的改进相结合，使其有能力运行以前对平板电脑来说计算要求过高的人工智能模型和应用程序。 这使得 M4 芯片对人工智能爱好者来说是一大利好。 现在就让我们一起深入探讨 M4 的功能特性，以及它对平板电脑和电脑行业，以及家庭用户意味着什么。

本文关键要点：

• 苹果 M4 芯片将于 2024 年 5 月 15 日首次搭载在新款 iPad Pro 上推出；
• 这款装载了前沿功能的芯片，使用了一款强大的神经网络引擎，能够每秒处理 38 万亿次运算，并配备 10 核 CPU，效率得到提升；
• 凭借更高的内存带宽，M4 可为应用程序提供更快的性能，并为游戏带来先进的图形效果——包括射线追踪技术的首次亮相，这些功能通常只有高端游戏PC才具备；
• 虽然目前 M4 芯片仅专属于 iPad Pro，但其卓越的性能很可能未来会应用于苹果的其他设备；
• M4树立了设备端人工智能和性能的新标准，是苹果技术生态系统的一大重要进步；

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苹果新款 iPad Pro 特性

根据苹果官网，苹果 M4 芯片将于 2024 年 5 月 15 日随新款 iPad Pro 一同推出，现已开放预购。 11 英寸 iPad Pro 起售价 999 美元，13 英寸型号起售价 1299 美元。 存储空间从 256GB 到 2TB 不等。

• 有史以来最薄的苹果产品
  M4 芯片的轻巧但高效的设计使 iPad Pro 成为苹果有史以来设计出的最薄产品。11 英寸型号仅 5.3 毫米薄，而 13 英寸型号仅 5.1 毫米薄。
• 设备端人工智能
  M4 强大的神经网络引擎将推动设备端人工智能任务，帮助在 Final Cut Pro 和 StaffPad 等工具中使用 AI 驱动功能，同时也让用户有机会运行生成式 AI 模型。
• 更佳视频播放体验
  M4 的高级媒体引擎包括对 AV1 解码的支持，可实现高分辨率视频和流媒体的更高效率播放。
• 惊人的电池续航能力
  M4 采用第二代 3 纳米工艺，降低了芯片的功耗。尽管苹果并未宣称 iPad Pro 的电池续航时间有所增加，但这款平板在运行时可完成更多工作。
• Ultra Retina XDR显示屏
  M4 的显示引擎为高质量的 Ultra Retina XDR 显示屏奠定了基础，提高了整体精度、色彩和亮度。
• 更佳游戏图形
  通过动态缓存、硬件加速射线追踪和网格共享等技术应用于 iPad，带来更佳的游戏体验。硬件加速网格着色提高了几何处理能力和效率，从而使游戏和图形密集型应用中能呈现更加复杂的视觉场景。

苹果 M4 芯片技术规格

M4 芯片内部拥有许多核心特性，助力苹果实现设备端人工智能处理器:

• • 280 亿晶体管：使用第二代 3 纳米工艺制造；
• • 10 核心 CPU：最高 10 核心 CPU，包括 4 个性能核心和 6 个效率核心(存储较小的 iPad Pro 为 3 个性能核心)。性能核心拥有改进的分支预测、更宽译码和执行引擎，效率核心则具备更深层的执行引擎；
    
• • 机器学习加速器：M4 CPU 使用机器学习加速器来更快地执行人工智能推理任务；
• • 10 核心 GPU ： 新 一代架构 ，具备动态缓存、 网格渲染 以及光线 追踪能力；

• • 有史以来最快的神经网络引擎：16 核心设计，可每秒处理高达 38 万亿次运算；
    
• • 新改进的显示引擎：为显示提供改善的精度、色彩准确度和亮度，iPad Pro 使用 Ultra Retina XDR 显示屏(由两个 OLED 面板组合而成)；
    
• • 高级媒体引擎：M4 媒体引擎支持 H.264、HEVC 和 ProRes 等视频编码，并为 AV1 提供硬件加速，实现更高效的视频和流媒体播放；
• • 更高的统一内存带宽：提高的统一内存带宽使得专业渲染应用如 Octane可比 M2 获得高达 4 倍的性能提升；

下图为苹果 M 系列处理器发布时间线：

M4 和前代产品 M3, M2, M1 的详细参数对比如下表所示：

注：上述表格只对比了 M 系列每一代的基础版本，未列入 M2 和 M3 的 Pro 和 Max 等变体版本。

苹果 M4 功能与使用案例

苹果 M4 为终端用户开启了一些令人兴奋的使用案例。

1. 运行人工智能模型

利用强大的神经网络引擎，通过 Core ML 以出色的设备端性能运行 Stable Diffusion 和其他生成式人工智能模型。

2. 在原生应用上解锁 AI 驱动功能

在 iPad OS 上解锁 AI 驱动功能的支持，苹果强调了几个初始使用案例：实时音频字幕的实时字幕、在 4K 视频中从背景中分离主体(Final Cut Pro)、实时创建乐谱(StaffPad)以及视觉查找(在视频和照片中识别物体)。

3.提升游戏性能

M4 的 GPU 架构将首次为 iPad 带来动态缓存和硬件加速射线追踪，游戏画面将比以往更加华丽，实现反射、折射、柔和阴影、光线散射、运动模糊等一般只有顶级游戏 PC 才能执行的图形特效实时渲染。

4.观看高清视频内容

在 M4 先进的媒体引擎驱动下，高效播放高分辨率视频内容和流媒体。

5.降低功耗

预计功耗降低和能效提升将为苹果 Pro带来巨大的性能提升，而不会影响电池续航时间(估计仍可持续使用10小时)。苹果还表示，这将减少对环境的影响，并支持其在产品生命周期中实现碳中和的目标。

对 2024 款 iPad Pro 用户来说 M4 意味着什么

• M4 强大的神经网络引擎可在设备上高效运行人工智能任务，如文字实时字幕、对象识别和生成式 AI 模型等。

• 提升的 CPU 和 GPU 性能将带来流畅的多任务处理体验，并提高图形密集型应用如 3D 游戏和视频编辑的性能表现。

• 新一代 3 纳米工艺可降低功耗，延长电池续航时间，同时满足高性能需求。

• 改进的多媒体引擎支持高分辨率视频编解码，带来高质量视频内容的高效播放。

• 增强的显示引擎进一步提升了 iPad Pro 出色的 XDR 视网膜显示屏,展现无与伦比的色彩、亮度和细节。

总的来说，M4 为 2024 款 iPad Pro 注入了前所未有的 AI 和多媒体处理能力，有望带来革新性的设备使用体验。无论是创作、娱乐还是工作，这款平板都将成为顶级的移动计算平台。

M4 芯片是否会应用于其他设备?

目前尚不清楚 M4 芯片是否会应用于其他设备，因为苹果尚未分享任何将其添加到即将推出的产品的计划。 不过，我们无需翘首以盼，相信在不久的将来就能看到 M4 芯片出现在苹果笔记本电脑和其他产品线上。 在 2022 年 6 月发布时，M2 芯片就获得了热烈欢迎。

对 M4 芯片和 iPad Pro 的初步看法

这确实是一个了不起的成就，使 2024 年款苹果 iPad Pro 成为了有史以来最先进的平板电脑——三星和其他公司现在轮到你们出招了。

设备端人工智能在 iPad Pro 上尚处于起步阶段，但我们很期待看到应用开发者开始利用这些本地功能，为设备带来额外的智能层面会带来什么样的变化。

目前,搭载 M4 的 iPad Pro 最适合那些想在设备上尝试运行生成式 AI 模型，或想在实时字幕、Final Cut Pro 和视觉查找等工具中体验 AI 驱动功能的用户。

你应该升级到 M4 吗?

是否应该升级到 iPad Pro(目前唯一能体验到 M4 的方式)取决于你的需求。如果你是一名人工智能爱好者，乐意花费 999 美元尝试以新方式访问机器学习模型和功能，那么升级可能对你来说是个不错的选择。

如果你是一位狂热的游戏玩家，在本地玩游戏时渴望获得最佳性能，M4 iPad Pro 也可能很适合你。

另一方面，如果你对 M2 的性能感到满意，而且不太可能运行任何模型或使用 Final Cut Pro，那么暂时还是等待为好。M2 的速度仍然足以满足大多数平板电脑用户的需求，而新款 iPad Pro 的改进虽然出众，但暂时可能还是较为小众，而成本极高。

不过，如果你的钱包里有足够的钞票，市场上确实没有任何产品可与之相比。

总结

每个曾经问过"会有苹果 M4 吗?"的人现在都有了明确的答案。新发布的 M4 芯片显示,苹果正在大力投资开发其设备端人工智能生态系统,而苹果对硬件和软件的独有控制权将使 iPad Pro 更加出众。

尽管这个生态系统仍处于起步阶段，但随着用户更多地尝试生成式人工智能和 AI 驱动应用程序，它必将最终成为苹果长期发展的一股强大推动力。

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