苹果3nm芯片或将2023年问世

2021-11-09 11:30

近日，The Information消息称，苹果计划在未来几年内推出性能更强的第二代和第三代Apple Silicon芯片。

其中，2022年推出的第二代Apple Silicon芯片将会采用改进版的5nm工艺，因此较当前的M1系列在性能（或指单个核心）和能效方面的提升相对有限，预计新一代MacBook Air将率先采用。

不过在一些性能释放水准更高的机器——比如台式Mac上，苹果可能会以现有的M1 Pro／M1 Max为基础扩展出两个Die的芯片，即本质上形成双M1 Max设计，从而使其（多核）性能实现翻倍。

再接下来，苹果计划最快于2023年推出由台积电代工的3nm Mac芯片，也就是第三代Apple Silicon芯片，内部代号分别为“Ibiza”、“Lobos”以及“Palma”。

据悉，这些芯片最多将采用四个Die的设计，最高集成40核 CPU。并且预计2023年iPhone所搭载的A系列芯片也将转向3nm工艺。

值得一提的是，苹果要用上3nm芯片，自然离不开台积电的所掌握的先进工艺制程。根据台积电今年夏天公布的3nm工艺特性，3nm最大的提升来自于逻辑门密度，预计可达5nm节点的1．7倍；同时功耗相比5nm也有高达30％的改善，同时晶体管速度方面也有10％～15％的提升。

台积电3nm工艺中，逻辑门密度的提升是最大的，同时晶体管速度的提升却较小，这也能解释苹果在第三代M系列芯片中，采取多核心设计的原因：苹果计划使用更多的晶体管来取得整体处理器性能的提升，而非依靠更快的时钟频率。

由于3nm拥有更高的逻辑门密度，我们预计也会在第三代M系列芯片中看到更复杂的IP设计，甚至有可能会集成一些M1以及传统CPU中没有的专用加速单元来实现整体性能的提升。同时，3nm工艺带来的功耗改善预计也将继续帮助第三代M系列处理器保持非常好的能效比，毕竟“省电”是M1芯片的重要亮点之一。

在使用3nm工艺的同时，第三代M系列芯片的另一个工艺亮点是使用多晶片集成（multi－die），计划使用高达4个晶片集成在一个封装中。这样的做法将会使第三代M系列芯片的设计更加接近AMD使用Chiplet的Zen系列架构。

在M1芯片中，苹果并没有使用这样的多晶片设计，而是使用了类似手机芯片SoC的设计。由于M1是苹果的第一代自研Mac芯片，使用接近苹果擅长的A系列SoC设计是风险最小的技术路径，同时也带来了很好的能效比。

而到了第三代M系列芯片时，使用多晶片集成将使得苹果能更容易地实现高性能计算所需要的多核架构，这也预计成为苹果进一步上攻高性能计算的技术支柱。

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