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【老万】用好原生芯片 Mac

苹果公司去年搞的最大新闻,不是新款的 iPhone 12,而是一个战略转型:他们要放弃沿用多年的 x86 体系英特尔处理器。从此,苹果新发布的台式机和笔记本电脑将转用自己研发的基于 ARM 指令集的处理器。
 
~~~~ 转型原因 ~~~~
 
为啥要这么干?
 
这不是苹果第一次在电脑芯片上反水了。十五年前,乔老爷宣布 Mac 电脑不再使用 IBM 的 PowerPC 处理器,改用英特尔的 x86。之所以如此,PowerPC 自己性能不佳扶不上墙固然是一个原因,更要紧的是乔老爷认识到苹果的成功严重依赖于第三方软件开发者的支持,而当时 Wintel 联盟(微软的 Windows 操作系统加 Intel 的处理器)占据了个人电脑的绝大多数市场份额,苹果电脑连零头都算不上。这种情况下,大多数软件开发者根本懒得为苹果公司写软件。改用引领市场的 x86 处理器,可以吸引更多开发者为苹果添砖加瓦。
 
事实证明,乔老爷的战略无比正确。
 
此一时彼一时也。十五年后,苹果生态已今非昔比。借助 iPhone 和 iPad 的巨大成功,苹果已经牢固地建立了一个庞大的 iOS 应用开发群体。甚至不少手机 app,比如这几天炙手可热的 Clubhouse app,就只有 iOS 版,完全无视了数量巨大的安卓用户。
 
英特尔的芯片因为指令复杂,能耗高,无法用于移动平台。所以从一开始, iPhone 和 iPad 使用的就是基于 ARM 的 RISC (精简指令集)芯片。
 
苹果的战略是要打通 iOS (移动)和 Mac OS(桌面)两大操作系统,让同一个 app 既可以在手机和平板上运行,也可以在笔记本和台式机上运行,一鱼多吃。
 
改用自己研发的 ARM 指令集芯片,对苹果来说有几大好处:
 
把主动权掌握在自己手里,防止英特尔店大欺客卡苹果脖子。
 
提升性能(x86 系列芯片为了保持和旧版本的兼容,越来越复杂,提升性能的难度越来越大。很多优化技术在复杂指令集面前都一筹莫展)。
 
降低能耗。复杂指令集的机器耗能普遍偏高。虽然在笔记本和台式机上能耗问题不是那么突出,但是依然无法忽略。
 
降低跨系统开发的成本,让苹果应用生态更加强大。
 
~~~~ 新品介绍 ~~~~
 
Cook 话音刚落,苹果就啪啪啪推出了三款基于自研 M1 芯片的电脑:MacBook Air,MacBook Pro 和 Mac mini。虽然它们的定位是入门级产品,但是性能已经非常惊艳。
 
说 M1 是处理器(CPU)实际上是不准确的。应该说,M1 是苹果设计的第一代系统级芯片(System on a Chip, SoC),在同一块芯片上集成了中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)和内存(RAM)。此外,还有提升机器学习速度用的神经引擎(Neural engine)。相比之下,传统的 CPU 是单独封装在一块芯片上,再通过主板接入另外的 GPU 和内存芯片。
 
M1 的 CPU 包括了 4 个低能耗内核(core)和 4 个高性能内核,一共八核(内核越多,系统可以并行处理的任务越多)。根据用户当前的任务,系统会灵活分配内核的使用,在能耗和性能之前找到一个适当的平衡。
 
据用户实测,新款苹果笔记本电脑的续航能力在处理日常任务时达到了惊人的 20 小时,差不多是竞品和老款苹果笔记本的两倍。出门出差,再也不用在机场来回流窜找插座了。
 
M1 的 GPU 也集成了 8 个内核。不过,MacBook Air 用的 M1 只有 7 个 GPU 内核。估计既是为了节能,也有将次品降级使用变废为宝的考虑。
 
M1 还有 16 内核的神经引擎,这是基于英特尔芯片的 Mac 完全没有的。神经引擎和 GPU 类似,都是通过专门的硬件大大提升特定类型任务的处理性能。据苹果宣传,M1 的神经引擎可以让机器学习速度提高 15 倍。
 
人工智能是这几年的热点,未来会有越来越多的软件集成人工智能。而机器学习(训练神经网络)可以说是人工智能应用中最重要的运算,会在未来计算中占的比例越来越高。神经引擎是一个超前的设计,可以让你的电脑更不容易过时。
 
那么 M1 的实际性能如何呢?它的单核性能已经大幅度超越了英特尔芯片,多核性能也接近顶级的英特尔芯片,而价格要低得多。据苹果介绍,M1 Mac 的 CPU 速度是上一代 Mac 的 3.5 倍,GPU 速度是 6 倍。和最新的 Windows 旗舰笔记本相比,M1 Mac 的速度有两倍,而耗电量只有四分之一。
 
不过,新款的 M1 电脑别的都很理想,还是有两个缺点:
 
上一版的苹果电脑有四个 USB type-C 接口,新的只有两个。绝大多数人都会发现不够用,需要另外买一个 dock 增加接口的数量。这也不是太大的问题,几十美元到一百多美元就解决了。
 
因为 M1 的内存是集成在芯片上的,无法扩充,买的时候是多少以后就永远是多少。目前只有两个选择:8 GB 和 16 GB。
 
~~~~ 配置选择 ~~~~
 
相对于 Mac mini,一台 MacBook 笔记本是比较大的投资。目前的两款 M1 笔记本更像是过渡产品,谣传下半年会出基于下一代 M1x 芯片的新款,速度更快,接口更多,还有magsafe 充电口和 OLED 显示屏。所以我建议不要急着入手。想体验 M1 电脑的,可以先买 Mac mini。
因为我买电脑的一大用途是做音乐,虚拟乐器开多了会比较费 CPU 和内存,估计 8GB 内存不够,所以我选了 16GB。建议大家也选择 16GB,毕竟以后无法扩容。
 
不过,和英特尔电脑直接比内存是不讲武德的做法。自古以来,CPU 和 GPU 各有各的内存区域,互不干涉。如果 GPU 想窜访 CPU 正在访问的一块区域,必须先拷贝过来才行,代价高昂。而 M1 采用了统一内存体系(unified memeory architecture, UMA),实现了内存访问自由:CPU 和 GPU(还包括神经引擎)都可以同时访问同一块内存区域,效率可以高很多。
 
有人声称,M1 的 8GB 内存大致相当于英特尔的 16GB,而 M1 的 16GB 相当于英特尔的 32 GB。我估计实际差别没有这么夸张,但是在处理相同任务时 M1 需要更少的内存是肯定的。
 
还有,M1 电脑的内置硬盘都是固态存储(SSD)的,读写速度比机械硬盘(HDD)高差不多一个数量级。所以 M1 Mac 的虚拟内存很快,即使物理内存不够需要切换到虚拟内存,性能也不会下降太多。这样看来,也许不用担心 16GB 内存太小。
 
和内存不同,扩展 Mac 的硬盘容量非常容易,买个 USB 的外接硬盘插上就可以了。不过,外置的还是没有内置的方便,速度也要低一些,所以也不要太抠了。我建议至少选 512GB 的内置硬盘。如果你经常做音频视频编辑,那就上 1TB。我制作音乐用的 Logic Pro 软件本身音色库就会占用很多空间,所以我选了 1TB。
 
最后配下来,16GB 内存/1TB 硬盘的 Mac Mini 价格大约是 $1300 加税。
 
~~~~ 软件设置 ~~~~
 
M1 Mac 上都可以跑那些软件呢?
 
前面说过,M1 基于 ARM 指令集,和英特尔的 x86 指令完全不一样。那么老软件怎么运行呢?
 
最理想的情况是所有的应用开发商都把自己的软件重新编译成 ARM 指令。但这个不是一蹴而就的,可能得等几年才能完成。
 
不过不用担心。苹果有一个软件叫罗塞塔2(Rosetta 2),可以把大部分英特尔指令的程序动态转换成 M1 指令执行。这样比原生态的程序速度会稍微慢一些,但是大多数情况下完全够用了。
 
苹果自己的软件,除了 BootCamp 外全部都针对 M1 优化过了,快得飞起。至于 BootCamp(可以让 Mac 上面跑 Windows),苹果明确表示不会支持。
 
不过,BootCamp 本来就不是在 Mac 上跑 Windows 的最佳选择,因为它不允许 Mac 和 Windows 应用并肩运行:如果要跑 Windows 程序,你得先重启系统进入 Windows 模式,反之亦然。不但麻烦,还完全不支持 Mac 程序和 Windows 程序协同工作的场景。
 
如果你有跑其它操作系统的需求,建议采用虚拟机方案。Mac 上常用的虚拟机有不要钱的 VirtualBox 和功能更强但是要钱的 Parallels。不幸的是,VirtualBox 是基于英特尔架构开发的,要支持 M1 至少在短期内是万万不能的。Parallels 目前也不正式支持 M1。但是,他们已经捯饬出了一个基本能用的预览版(technical preview)。划重点:这个版本是不要钱的。
 
即使有了 Parallels 预览版,在 M1 上也不能跑 x86 的 Windows,只能跑 ARM 版的 Windows 10。
 
Windows 10 的 ARM 版现在也是只有预览版(insider preview)。到微软网站上免费加入他们的预览计划就可以下载并拿到激活码。划重点:也是不要钱的。
 
装上 Parallels + ARM Windows 10 之后我试了一下。因为不是正式版,还是有一些问题。比如虚拟机刚启动前几分钟连不上网,有些游戏进入全屏模式时会黑屏。不过这些问题以后应该都可以一一解决。
 
我在 Steam 平台上面买过英特尔 Windows 版的 Half-Life 2 游戏。测试了一下,可以通过 Parallels + ARM Windows 成功运行。把分辨率加到 2560 × 1600 跑起来也很流畅。考虑到这种运行方式有两层性能损失(通过虚拟机运行会损失一部分性能,在 ARM 上用仿真方式执行 x86 指令又会再损失一部分),这还是有点出乎我的预料。
 
M1 电脑的一个卖点是可以兼容 iPhone 和 iPad 的应用。我试了一下,确实可以。不过,目前的 iOS 应用大部分没有针对大屏幕和非触控屏做优化,体验还是不如 Mac OS 的原生应用。等开发者按照苹果推荐的步骤更新软件后,这个问题会逐步解决。
 
我测试用的是一款 iPad 上的音乐听力训练 app Chet。这个软件会播放一段音乐,然后让用户在 MIDI 键盘或者是触控屏的虚拟键盘上弹出来,看正确率有多高。我用外接 MIDI 键盘控制,没有任何问题。
 
作为一个写字人,好的中文输入法是必须的。我个人的体验:
 
科大讯飞(很好)> ChromeOS 谷歌拼音(还行)> 苹果拼音(很烂)> 安卓谷歌拼音(狂烂)
 
因为科大讯飞输入法没有 Mac 版,我装了搜狗输入法,感觉介于讯飞和 ChromeOS谷歌拼音之间,跟苹果拼音输入法有天壤之别。这篇文章就是先用搜狗语音输入再用搜狗拼音输入法编辑完成的。
 
另外,我建议装一个 Chrome 远程桌面,这样可以用随便一台笔记本连到你的 Mac mini 台式机上,四舍五入就相当于也有一台 Mac 笔记本了。但是这种方式有两个问题,所以只适用于神经大条人士:第一是分辨率会比较低,只能到 1920 x 1080;第二是声音出不来,估计是 Chrome 远程桌面对 M1 支持还不到位。
 
~~~~ 备份方案 ~~~~
 
我装了 Google Drive 的 Backup and Sync 软件,重要的文件可以和 Google Drive 同步。不过 Google Drive 容量有限,而且备份和恢复的速度也很慢,所以本地备份也非常重要。
 
苹果自己的时光机(time machine)是一个很好的备份方案,可以自动生成:
 
最近 24 小时每小时一个备份,
 
最近一个月每天一个备份,
 
再往前每周一个备份,一直到备份硬盘装满为止。
 
如果误删了文件,可以通过时光机找回。
 
因为时光机只备份修改过或者新建的文件,不用担心耗费太多资源。
 
时光机还有一个好处:机器升级的时候可以通过时光机的备份硬盘把旧机器的设置原样迁移到新机器,省掉很多麻烦。
 
备份用的硬盘,读写速度要求不是特别高。我用的是一块希捷(Seagate)5 TB 外接机械硬盘,型号是 STGX5000400,体积小巧,使用方便(用一根 USB 线连到 Mac 就好,不用外接电源)。
 
因为我机器的内置硬盘只有 1 TB,用 5 TB 来做备份有一些浪费,所以我用 Mac 自带的 disk utility 软件把外接硬盘重新分成两个区:第一个用苹果自己的 APFS 文件系统格式,给时光机备份用,第二个分区用 exFAT 文件系统格式,Windows 和 Mac OS 都能读写。可以在不同机器之间交换文件用。
 
~~~~ 外设兼容性 ~~~~
 
M1 系统对外设的支持程度如何?
 
如果是不需要安装驱动程序的外设,一般都可以。
 
比如,我的扫描仪是 ScanSnap s1300i。在安装最新的软件后,使用没有任何问题。
 
我用来录音的音频输入输出接口 Focusrite Scarlett 18i20,基本功能都行,只是无法调整混音器的设置。查了一下他们的网站,这是一个已知的 M1 兼容性问题,他们正在试图修复。因为这个功能我几乎不会用到,不影响我目前的工作流程。
 
~~~~ 总结 ~~~~
 
新款 M1 Mac mini 电脑有超高的性价比,速度特快,能耗特低,还可以跑 iOS 和 Windows(不是很可靠)程序。虽然目前还有一些小问题,考虑到这是以后苹果的发展方向,长期保值能力很强,强烈推荐。
 
声明:写这篇文章老万没有拿苹果一分钱。
 



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