談談蘋果M1 GPU的“高分低能”：受制于生態的芯片神話

蘋果在發布M1版MacBook Air的時候說，M1芯片的CPU相比上一代MacBook Air提速最高3.5倍，GPU圖形性能最高提升5倍。這倆數字在現如今半導體行業算十分驚悚吧？這組“對比”得拋開一個事實，那就是蘋果對比的上一代低配Macbook，所用處理器不僅與Intel最新的處理器隔了2代，而且對比項目也比較詭異...

當然，我們需要承認M1芯片在超薄筆記本領域的確很彪悍。但與同代CPU（11代Intel酷睿/AMD Ryzen 5000系列）相較（而不是“上一代MacBook”），3.5倍、5倍這種數字就顯得相當離譜了。

有關M1是如何彪悍的，此前我們已經撰文詳細探討過。M1的一大殺器也在于芯片之上的GPU圖形算力。從硬件堆料情況來看，M1的GPU在同功耗的處理器中的確很亮眼。即便我們不清楚蘋果GPU的微架構細節，從die size卻也是可以管中一窺的。

只不過蘋果GPU的堆料，是否帶來對等的實際表現，其實是個挺值得探究的話題。這其實也連帶相關于前一陣蘋果發布的M1 Pro/Max——作為規模化擴展，這兩顆更大的芯片延續M1的表現，并探索更高的性能上限也是必然。M1 Pro/Max的一大升級點就在GPU上，GPU也應該是很多人關注的話題。

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我們手頭有一臺2021款華為Matebook X Pro（酷睿i7-1165G7 2.8GHz，16GB RAM，512GB SSD），和一臺M1版MacBook Air（7核GPU的M1，16GB RAM，256GB SSD）。這兩者的價格也比較接近。以此來分析、探討蘋果GPU也是個不錯的契機。

值得一提的是，近3年Intel酷睿處理器的核顯性能實也是實現了兩級跳的。主要是8代→10代，以及10代→11代這兩次升級，大約也是市場競爭加劇的體現。尤其是11代酷睿，Xe-LP新架構核顯在滿載情況下可實現相比10代酷睿核顯2.5倍性能提升。這在Intel隔代產品中的變化還是相當之大的。

如果要看GPU堆料可達成的絕對性能，3DMark Wild Life Extreme是個不錯的選擇，畢竟也這是目前為數不多能跨平臺、盡可能發揮雙方效率、單純考察圖形算力的測試。只不過macOS原生不支持3DMark，好在新版macOS可以直接用iOS之下的生態（畢竟目前兩個系統的底層堆棧是幾乎一致的），所以這里的3DMark Wild Life Extreme來自于iOS。

需要指出的是，前不久我們評測過Matebook X Pro 2021。評測文章曾提到過，受制于這款輕薄本保守的功耗與散熱策略，以及這臺輕薄本在系統設計層面，散熱設計做得不夠到位。所以Matebook X Pro大約只發揮了酷睿i7-1165G7七成不到的性能。不過這里對比的Macbook Air也不是M1滿血版（滿血版有8個GPU核心），算是兩者都跛腳情況下來做對比。

從圖形絕對算力來看，M1 GPU的確能夠顯現出很大的優勢——這組對比基本在我們的意料中。但這個數字在日常負載中真的有意義嗎？這是本文要探討的重點。

被神化的蘋果生態

這些年，蘋果生態似乎是被吹爆了的存在。比如說蘋果全家桶的協同工作；還有蘋果從做芯片到操作系統，以及到做終端，這種生態是行業內大部分玩家都艷羨不已的吧。就連設計芯片可以很大程度上不顧及成本，都是生態掌握在手的優勢。

但“生態”在不同維度，探討的東西是不同的。如果我們將“生態”的范圍收縮到macOS操作系統之下的生態，在面向具體應用場景時，蘋果最擅長的大概就是多媒體內容、藝術創作了。尤其是對于影像和某些領域的設計工作者。其中攝影師、vlogger們大概是最適配蘋果平臺的。

所以最初為M1、M1 Pro/Max搖旗吶喊的都是一眾up主、vlogger們，甚至有人說8000塊錢的MacBook Air可以讓售價幾萬塊的Intel處理器版16寸MacBook Pro下班——這話雖然夸張，但反映的其實是蘋果以及macOS生態對于這類人的十分適配性。

君不見前不久M1 Max的評測，有人甚至提到其性能比加裝了Afterburner加速卡的Mac Pro還要好嗎？（Afterburner加速卡主要是用來加速ProRes編解碼的，一張售價就1.5萬）這表明M1 Max芯片內部對ProRes的編解碼加速有專門的硬件單元。這種硬件方案也算是時代主流，就是對特定應用做特定硬件加速，效率比通用處理器高很多。

不過這種程度的針對性也需要付出代價，它對某些特定的負載固然有幫助，但也僅限于特定場景。舉個例子，我們這次的其中一項測試是將一段AVC格式（H.264）的10分鐘4K 60fps視頻，用Handbrake 1.4.2轉為HEVC（H.265）。

比較令人驚訝的是，我們這臺MacBook Air在此測試場景下用了17分13秒，而Matebook X Pro用時6分52秒。我們一度還認為是否測試參數和變量控制有誤，反復檢查，并對不同片源做了嘗試——畢竟M1的多媒體編解碼引擎是出了名的厲害。并且還確認了Handbrake 1.4.2已經支持M1的硬件加速（似乎叫做VideoToolBox）。最終結果差別都不大。感興趣的同學也可以去試一試，看看我們是否有設置參數上的錯誤（視頻可點這里下載，提取碼：83me）。若非參數設置有誤，或許和Handbrake軟件本身對M1的支持程度也有關，這個結果可能是有待商榷的。

這個測試可能是反映了11代酷睿的長板的，即處理器內部對于AVC解碼和HEVC編碼硬件加速都比較到位。此前Intel在發布11代酷睿的時候也談到過媒體引擎的加強包括對于10bit AV1、12bit HEVC、E2E壓縮（最高4K60 12bit 4:4:4 HEVC，或最高4K60 10bit 4:2:0 AV1）的硬件級支持。

雖然不能就這個例子便說11代酷睿的媒體編解碼強于M1，但從這一例可看出的是，在處理器中增加專用硬件單元的收益有多高。10代酷睿及更早的處理器都不曾享受這種待遇，在多媒體視頻編解碼方面多為通用單元軟件方案，效率自然有所不及——所以我們看到更早的MacBook在這樣的測試里會顯著落敗于M1版MacBook。

因為時間關系，我們的測試無法嘗試覆蓋所有不同格式的編解碼，有可能M1會在很多項目勝出，但我們依然能夠找到其一個方面的短板。而11代酷睿筆記本事實上對于絕大部分vlogger們的視頻編輯工作也是完全能夠勝任的。

另外對于嚴肅工業化流程的視頻創作來說，M1的短板也十分明顯。大部分vlogger將M1吹得神乎其神，是因為M1有針對性地覆蓋了他們的大部分工作場景需求。但一旦視頻剪輯變得復雜，情況就沒那么簡單了。在不做剪輯代理的情況下，M1對于大部分4K H.265視頻都能做到流暢預覽回放，甚至佳能EOS R5的8K IPB幀間壓縮視頻流暢回放都沒問題。

但還有一些場景就沒那么討好了。比如說佳能的8K All-Intra幀內壓縮格式回放（Premiere Pro）相當卡；在Davinci Resolve中也很難做到對佳能的4K/8K H.265格式視頻做流暢回放——但搭載獨顯的Intel版MacBook Pro 16"就沒問題。再比如，視頻轉中間碼（Apple ProRes 422）操作，M1也會比采用獨顯的本子慢很多；還有大部分4K RAW格式文件剪輯和輸出，更不要說Ursa 12K ProRes這種超重型負載....

當然了說這些是在欺負M1作為一顆低壓處理器的事實了。但某些媒體宣稱M1比10萬塊的臺式機性能還彪悍，本身就有嚴重的誤導性。說這些只是為了表明，不要過度神化M1的視頻編輯能力，乃至Arm生態。即便在蘋果最擅長的這個生態里，蘋果也依然受制于物理定律，和存在短板。

有同學可能會說，規模化擴展的M1 Pro/Max可覆蓋的場景大了非常多。對于視頻剪輯來說，或許的確如此，但這就涉及到下面要談的話題了。GPU（和媒體引擎）作為加速器的價值，如果僅限于視頻創作，是否意味著它的受眾面過窄；以及它在其他場景中效率又如何？

一個如此偏科的生態，究竟是好還是不好呢？

你的GPU到底能用來做什么？

如果蘋果單純將M1系列芯片的肌肉定位于視頻創作，這樣的生態必然是小眾的。事實上，我們原本嘗試做Blender測試，卻發現Blender Benchmark項目正式版到目前都仍然不支持M1 GPU的硬件加速。（Blender 3.1 Alpha已經開始支持Metal，今年10月蘋果加入了Blender基金會，算是Metal生態發展的重要一步）

蘋果宣稱M1 Max的GPU算力快趕上英偉達Geforce RTX 3080的水平，這一點還得到了很多視頻up主的支持和歡呼。事實真的如此嗎？或許在視頻編解碼、后期效果的加速上的確如此，但這一題的考點不應該這么簡單。x86生態內的GPU可以做的事情可遠不止是視頻創作。

要考察GPU的通用計算能力，我們選擇的測試工具是Geekbench 5（v5.4.3）的Compute Benchmark測試，以及LuxMark（v3.1，這是個完全基于OpenCL的測試）。得到的結果如下：

注意這兩個測試并非對比CPU性能或GPU圖形算力，而是基于OpenCL/Vulkan/Metal的GPU通用計算能力（比如Geekbench 5 Compute benchmark明確提到會做圖像處理之類的負載）。

從結果來看，雖然M1應用蘋果自己的Metal API以后，得分是略高的。但高出來的這部分成績，和文首3DMark Wild Life Extreme測試的圖形性能領先可完全不匹配。此處華為Matebook X Pro 2021的酷睿i7-1165G7，得分就顯得相當不錯。要知道i7-1165G7的核顯GPU堆料可沒有M1那么多。

這兩項測試或許一定程度可表明，M1 GPU的彪悍在除視頻創作之外的應用中，根本就難以體現。這是否可說明蘋果macOS生態的偏科，以及在更多通用計算加速場景上的低效呢？

來源：Linus Tech Tips

同樣的情況其實也出現在M1 Pro/Max。我們手上雖然沒有新版MacBook Pro 14”/16”，但前不久Linus Tech Tips做了測試，包括Geekbench 5 Compute Benchmark，以及Blender 3.1 Alpha的BMW場景渲染。M1 Max的成績的確不錯，但在加入華碩ROG Zephyrus M16筆記本之后，蘋果的M1 Max就完全不夠看了。

要知道Zephyrus M16搭載的GPU是GeForce RTX 3060——說好的M1 Max堪比3080呢？3060和3080的算力差別可是相當大的。所以是只有在做視頻的時候才堪比嗎？（但需要指出，在對存儲帶寬和容量有高要求的測試場景里，蘋果還是有顯著優勢，此處未列出；另外Blender測試結果可能與該軟件的優化也有很大關系）

從游戲這個應用場景來說

從這個維度來說，蘋果的生態究竟是好還是不好？x86陣營這些年的生態積累，并不是M1亮一亮肌肉就可輕易抹除的——即便Rosetta 2的質量和效率是真的非常高。不過因為我們也不做工業生產，到頭來無法窮舉在更具體的場景里，蘋果GPU究竟如何發揮作用。（有人列舉過M1目前對工業設計類應用的支持情況，有興趣的同學可以去搜搜看）

但對尋常用戶而言，有一個場景一定是可以說明問題的——游戲。Intel在11代酷睿之上應用最高96EU的Xe核顯之后，即便用核顯，以前在輕薄本上想都不敢想的游戲作品，現在也能玩了。雖然和高特效、滿幀還是無緣，但在降低渲染分辨率、特效之后，能玩終于成為可能了——這一點我們在Matebook X Pro 2021的文章里已經談到了。

其實從3DMark Wild Life Extreme的測試結果來看，用M1玩游戲，性能應該也很不錯才對，但事實情況卻沒那么簡單。先拋開macOS平臺的游戲實在少得可憐這一點，我們測試了跨平臺（而且目前得到新系統支持，主要是Rosetta 2轉譯支持）的《全面戰爭：三國》《古墓麗影：暗影》和《中土世界：暗影魔多》。這幾款游戲都可以在蒸汽平臺下載到。（要找到內置了benchmark，而且還同時支持Windows和macOS的游戲還真是不那么容易）

結果和3DMark測試成績也大相徑庭。或許測試的樣本量還不夠大，畢竟macOS平臺也有優化非常好的游戲（《古墓麗影：暗影》應該是macOS之上優化不錯的3A大作了）。

但這還是能夠說明M1高分低能的現狀，11代酷睿的Xe核顯在規模不及M1的情況下，在部分游戲場景下也能表現得比M1更好。（而且如此前文章談到的，其實Matebook X Pro并不能發揮96EU Xe的全部性能）

來源：Linus Tech Tips

Linus Tech Tips也測了Geforce RTX 3060和M1 Pro/Max跑古墓麗影的成績，結果大致類似。說好的堪比3080在游戲場景下也是完全失效的。

這一點理論上不是芯片堆料的鍋，而是系統、中間件乃至生態的鍋。很多蘋果用戶一邊說蘋果生態如何如何優秀，一邊又在說macOS并不適合用來玩游戲，仿佛游戲生態就不是生態一樣。x86這一側的游戲支持之多樣，原本就是其生態優勢之一，卻被更很多蘋果用戶認為不值一提，這就是對“生態”一詞的雙標。（至于說iOS生態下的游戲，在macOS上玩起來大部分都相當災難）

在M1芯片問世以后，有兩個知名的頁面上線，一是“Is Apple Silicon Ready”，一是“Mac M1 Games: Native & Rosetta 2 supported games”。這兩個頁面應該可以從某個程度體現Apple Silicon生態構建進度。或許對視頻創作者而言，其生態構建神速，但對更多領域而言macOS仍然是那個macOS。

其實對游戲和圖形計算而言，另一個能夠從硬件層面體現生態缺失的是M1版MacBook筆記本不支持外接eGPU。從理論上來說，M1支持Thunderbolt 3，應當可以接外置GPU才對。這也是11代酷睿芯片原生支持Thunderbolt之后，很多筆記本通過外接高性能eGPU，可作為移動工作站的基礎——效果甚至還超乎很多人的想象。

但目前macOS似乎還沒有做這方面的支持（主要應當是驅動支持方面的問題）。基于M1 Pro/Max芯片的MacBook還需要市場，外接eGPU這方面的支持大概率以后也不會到來。M1的性能也因此受限于芯片本身。

誠然M1及M1 Pro/Max是十分優秀的芯片，在某些特定領域表現出了無與倫比的性能和效率；以及蘋果在Mac和對應芯片的策略上，或許只瞄準了現有目標用戶群市場；從這個角度來說，其GPU的“高算力”是沒什么問題的。但若論GPU生態，或者說GPU究竟能用來做什么、以及通用計算的效率問題，x86這邊就強上太多了。華為Matebook X Pro 的11代酷睿Xe核顯只是一個例子。

其實這次我們也測了不少能夠體現日常用戶體驗的高層級測試。蘋果的確在能效方面有著很出色的表現，致MacBook Air續航非常好。但除此之外的日常使用體驗，包括辦公、作圖、剪視頻，都無法對11代酷睿超極本構成什么優勢。何況在系統層面，Matebook Pro X這款本子還有超窄邊框、3:2寬高比屏幕之類的體驗優勢。這就不是本文要探討的重點了。

另外談到生態，不僅華為在自家筆記本、手機上推分布式軟總線生態，把筆記本和手機串聯起來；微軟也在Windows 11中加入了對Android應用的支持。似乎華為和Intel在實現把Android應用帶到PC上也進行了合作，即跨端應用呈現。這好像也是現在Android和Windows生態的大趨勢，很多生態內的參與者都在做這件事。這也算是對蘋果全家桶生態發展的某種應對之策吧。

分工合作的方式仍然可以組建起生態，即便或許效率不及某一家廠商自己構建封閉生態。但單獨構建生態不僅需要強大的市場號召力，憑一己之力扮演多個角色，而且生態更容易偏于一隅，難得百花齊放的發展。這本身就在限制蘋果作為芯片制造商這一角色的能力邊界。

下篇我們來談談如果給M1版MacBook Air裝上Windows on Arm，情況又會怎么樣…

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責編：Luffy Liu