AI PC元年已到，蘋(píng)果M4強大AI芯片問(wèn)世

當地時(shí)間5月7日，蘋(píng)果推出最新一代自研電腦芯片M4，搭載于新款iPad Pro首發(fā)。據稱(chēng)，M4擁有Apple有史以來(lái)最快的神經(jīng)引擎，每秒能夠執行高達38萬(wàn)億次操作，這比當今任何AI PC的神經(jīng)處理單元都快。

蘋(píng)果表示，神經(jīng)引擎與CPU中的下一代機器學(xué)習加速器、高性能GPU和更高帶寬的統一內存一起，使M4成為一款極其強大的AI芯片。

圖片來(lái)源：蘋(píng)果官網(wǎng)

M4拆解：
280億個(gè)晶體管+3nm+LPDDR5X+多達10核CPU

從內部構建來(lái)看，M4由280億個(gè)晶體管組成，僅比M3的晶體管數量稍多；從工藝節點(diǎn)來(lái)看，該芯片采用第二代3納米技術(shù)構建，是一款片上系統(SoC)，進(jìn)一步提高了Apple芯片的功效。據悉，M4此次采用第二代3nm與臺積電此前推出的N3E工藝完全吻合。據臺積電數據，N3E的密度雖不如N3B，但它能提供稍微更好的性能和功耗特性。

從核心架構上看，M4芯片新的CPU擁有多達10個(gè)核心，包含4個(gè)性能核心和6個(gè)效率核心，比M3多2個(gè)效率核心。新的10核GPU建立在M3引入的下一代GPU架構之上，并首次為iPad帶來(lái)動(dòng)態(tài)緩存、硬件加速光線(xiàn)追蹤和硬件加速網(wǎng)格著(zhù)色功能時(shí)間。M4使Octane等應用程序中的專(zhuān)業(yè)渲染性能得到了巨大提升，現在比M2快4倍。

與前代iPad Pro中強大的M2相比，M4的CPU性能提高了1.5倍。無(wú)論是在Logic Pro中處理復雜的管弦樂(lè )文件，還是在LumaFusion中向4K視頻添加高要求的效果，M4都能提高整個(gè)專(zhuān)業(yè)工作流程的性能。

從內存上看，M4芯片采用更快的LPDDR5X，統一內存帶寬達到120GB/s。據了解，LPDDR5X是LPDDR5標準的中期更新，可提供比LPDDR5更高的內存時(shí)鐘速度，最高可達6400 MT/秒。目前LPDDR5X速度高達8533 MT/秒，不過(guò)M4的內存時(shí)鐘速度只達到約7700MT/秒。

圖片來(lái)源：蘋(píng)果官網(wǎng)

據業(yè)界數據，蘋(píng)果M3具備高達24GB內存，但沒(méi)有更多數據表明蘋(píng)果是否會(huì )提升內存擴容問(wèn)題。此次iPad Pro都將配備8GB或16GB DRAM，具體取決于具體型號。

M4芯片引用的新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )引擎，擁有16個(gè)核心，運算速度達到每秒38萬(wàn)億次，是蘋(píng)果A11仿生芯片上首個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )引擎運算速度的60倍。

此外，M4芯片還采用開(kāi)創(chuàng )性技術(shù)設計的全新顯示引擎，實(shí)現Ultra Retina XDR顯示屏令人驚嘆的精度、色彩準確度和亮度均勻性，這是一種通過(guò)結合兩個(gè)OLED面板的光線(xiàn)創(chuàng )建的最先進(jìn)的顯示屏。

蘋(píng)果硬件技術(shù)高級副總裁Johny Srouji表示，M4的高能效性能及其全新顯示引擎，使iPad Pro的輕薄設計和改變游戲規則的顯示成為可能，而CPU、GPU、神經(jīng)引擎和內存系統的根本改進(jìn)使M4非常適合了解利用人工智能的最新應用程序?？偠灾?，這款新芯片使iPad Pro成為同類(lèi)設備中功能最強大的設備。

2024年：AI PC首個(gè)元年

目前，AI人工智能是全球行業(yè)的巨星，除了服務(wù)器等市場(chǎng)外，消費級市場(chǎng)迎來(lái)新一場(chǎng)機遇——AI PC。PC產(chǎn)業(yè)自半導體行業(yè)步入下行周期以來(lái)便處于沉寂的狀態(tài)，當前在A(yíng)I潮涌之下，AI PC就像一道光照亮了PC市場(chǎng)。

此前，TrendForce集邦咨詢(xún)表示，2024年將拓展至更多邊緣AI應用，或延續AI server基礎，推至AI PC等終端裝置。由于嚴謹的Edge AI應用，將回歸至終端的AI PC，借以落實(shí)分散AI服務(wù)器的工作量能，并且擴大AI使用規模的可能性。

不過(guò)，目前來(lái)看，市場(chǎng)對AI PC的定義仍不明確。從廣義上講，AI PC是指具備生成式AI功能的電腦，目前ChatGPT等生成式AI要靠云端平臺執行運算，而透過(guò)AI PC，使用者不需仰賴(lài)云端，在設備上就能進(jìn)行AI運算。若企業(yè)或個(gè)人用戶(hù)想用AI應用程式處理私人數據，不必將數據上傳，AI PC就能直接處理，不只減少延遲時(shí)間，也能提高資安防護。這也對AI PC所用到芯片提出更多的挑戰。

據蘋(píng)果表示，本次M4芯片中的神經(jīng)引擎是Apple迄今為止功能最強大的神經(jīng)引擎，比當今任何AI PC中的任何神經(jīng)處理單元都更強大。據蘋(píng)果平臺架構副總裁Tim Millet表示，M4僅用一半功耗，就能提供和M2相同的性能；與各款輕薄筆記本電腦的新一代PC芯片相比，M4只需1/4的功耗，就能提供相同的性能。

而從其他大廠(chǎng)的接連動(dòng)態(tài)預示著(zhù)AI PC之爭越來(lái)越激烈，與此同時(shí)業(yè)界也對AI PC前景抱有期許。微軟表示，2024年是“AI PC”元年。該公司根據PC品牌廠(chǎng)推出產(chǎn)品時(shí)間估算，預計2026年，商用電腦將有一半是AI PC。

英特爾曾強調，AI PC將成為PC產(chǎn)業(yè)回春的一大轉折點(diǎn)，在2024年產(chǎn)業(yè)亮點(diǎn)中，AI PC也扮演關(guān)鍵角色。英特爾Pat Gelsinger此前在會(huì )議中表示，在A(yíng)I PC需求和Windows更新周期推動(dòng)下，客戶(hù)向英特爾不斷追加處理器訂單，英特爾2024年的AI PC CPU出貨量有望超過(guò)原設定的4000萬(wàn)顆目標。

TrendForce集邦咨詢(xún)指出，定義AI PC需達Microsoft要求的40 TOPS算力基礎，考量滿(mǎn)足此需求的新品出貨都將落于2024下半年，待CPU產(chǎn)業(yè)龍頭Intel（英特爾）于2024年終推出Lunar Lake后，2025年才可望見(jiàn)證更快速的成長(cháng)。

據TrendForce集邦咨詢(xún)分析，目前AI PC市場(chǎng)可大致分為兩大推動(dòng)力量，其一，由終端應用需求推動(dòng)，主由Microsoft憑借個(gè)人計算機Windows操作系統及Office等工具幾近獨占市場(chǎng)地位，預期將推新一代Windows整合Copilot，促使Copilot變成硬需求。其二，CPU領(lǐng)先者Intel訴求AI PC為搭配CPU+GPU+NPU架構，藉此推動(dòng)發(fā)展各種終端AI應用。