美國太平洋時間 2024 年 5 月 7 日，蘋果正式釋出最新一代 M 系列處理器——M4，并宣布将其搭載至新一代 iPad Pro 上。
值得關注的是，這距離蘋果釋出首款搭載 M3 的 MacBook Pro 大約六個月，距離上架搭載 M3 的 MacBook Air 也僅僅兩個月左右。
（來源：蘋果官網）
據介紹，作為一款片上系統，M4 的半導體數量為 280 億個，由台積電第二代 3 納米工藝制成[1]。
從 CPU 上看，該晶片具有 10 個核心，分别是 4 個用于提供單線程性能與響應能力的性能核心，和 6 個用于提供多線程性能與能效的效率核心。
新款核心中具有更新後的分支預測功能，能讓前一種核心采用帶寬更高的解碼和執行引擎，後一種核心采用更深層次的執行引擎。并且，兩種核心都帶有新版機器學習加速器。
對此，蘋果聲稱，相較于 M2 晶片，M4 的 CPU 性能提升了高達 1.5 倍。
從 GPU 上看，該晶片擁有一個全新的 10 核 GPU，因為采用了蘋果的動态緩存功能，是以能夠在硬體中實時動态地配置設定本地記憶體，進而大幅提高專業和遊戲應用的性能。
另外，基于“硬體加速的光線追蹤技術和網格着色功能”，也讓 GPU 具備超強的渲染能力。
具體來說，前者可以驅動遊戲畫面和各種圖形應用，産生更加真實的陰影和反射，後者改進了幾何處理能力和效率，能夠實作更加複雜的視覺場景。
據了解，正是由于上述這些在 CPU 和 GPU 上的技術更新，讓 M4 得以擁有卓越的每瓦性能。不但隻需一半功耗就能提供與 M2 相同的性能，而且僅用四分之一的功耗，便能讓 iPad Pro 實作與最近搭載在輕薄筆記本電腦中的 PC 晶片相同的性能。
和目前科技領域的許多其他産品一樣，蘋果對于 M4 中 AI 技術的實作也非常重視。基于此，該晶片內建了新的神經引擎，專用于加速與 AI 有關的工作負載。
據介紹，該神經引擎具備 38 TOPS（Tera Operations Per Second，每秒萬億次運算）的運算能力，速度要比 A11 Bionic（蘋果于 2017 年自主研發的晶片）推出的第一個神經引擎高出 60 倍。
事實上，這一強大的運算能力，遠遠領先于英特爾 Meteor Lake 架構處理器。但是，如果與高通在 Snapdragon X Elite 和 Plus 系列産品中承諾的每秒 45 萬億次運算相比，在運算能力方面還有一定的上升空間。
不過，由于 M3 的神經引擎隻擁有每秒 18 萬億次運算的能力，是以這也意味着蘋果在硬體上取得了重大進步。
目前，M4 的 GPU、神經引擎、新版機器學習加速器、統一記憶體等硬體的結合，已經驅動該晶片在 AI 上實作優異的性能。
除此之外，該晶片還配備了最新的媒體引擎，不僅支援市面上主流的視訊編解碼器（如 H.264、HEVC 和 ProRes 等），還将 AV1 的硬體加速也帶到 iPad 上，進而給使用者提供更加高效流暢的流媒體播放體驗。
如開頭所說，M4 已在新款 iPad Pro 上獲得應用。
對此，該公司硬體技術進階副總裁約翰尼·斯魯吉（Johny Srouji）在蘋果官網釋出的一份新聞稿中表示：“配備 M4 的新款 iPad Pro 是一個很好的例子，展示了如何通過建構一流的定制晶片來實作突破性産品。”
也就是說，M4 具備的超高性能和優質的顯示引擎，讓新款 iPad Pro 在實作超輕薄設計的同時，也擁有一塊先進的 Ultra Retina XDR 顯示屏。
後者涵蓋高精度、高色彩準确度和高亮度均勻性等多種顯示優勢，很可能達到當下乃至未來一段時間内平闆電腦顯示的“天花闆”水準。
（來源：蘋果官網）
與此同時，上述關于 CPU、GPU、神經引擎等方面的改進，也有利于使用者在 iPad Pro 上玩轉與 AI 有關的應用。
例如，使用者隻需輕輕一點，就能将專業視訊剪輯軟體 Final Cut Pro 裡 4K 視訊中的主題和背景進行分離；iPad Pro 在識别到一段彈鋼琴的聲音以後，也能在打譜軟體 StaffPad 中自動實時地建立樂譜。
另外，iPad Pro 不但能夠高效完成各種推理工作負載，還能在最大程度上減少對應用程式的記憶體和響應能力，以及對電池壽命的影響。
值得一提的是，M4 擁有的節能性能，在為 iPad Pro 提供全天電池續航時間的基礎上，也滿足蘋果在能效方面制定的高标準。
其實，相較于前幾代 M 系列處理器的疊代時間，M4 的推出無疑是迅速的。
不過，因為相關技術細節有限，是以很難了解這一快速疊代背後的原因所在。而隻有對硬體做出進一步測試，才能确定 M3 和 M4 兩款晶片的具體差異。
參考資料：
1.https://www.apple.com/newsroom/2024/05/apple-introduces-m4-chip/
https://arstechnica.com/apple/2024/05/apple-announces-m4-with-more-cpu-cores-and-ai-focus-just-months-after-m3/
https://www.theverge.com/2024/5/7/24148451/apple-m4-chip-ai-ipad-macbook
https://timesofindia.indiatimes.com/technology/tech-news/apple-launches-new-m4-chip-all-the-details/articleshow/109925792.cms
https://www.techpowerup.com/322195/apple-introduces-the-m4-chip
https://www.tomsguide.com/tablets/ipads/apple-unveils-m4-chip-for-ipad-pro-heres-what-it-can-do
營運/排版：何晨龍