今天花点时间，和大家一起全方位聊聊Apple Silicon M系列芯片这三年的发展，以M1、M2、M3、M4为主线，看看这几年苹果都做了啥，以及M系列芯片的高度究竟如何。

本文1.1万字，阅读大概需要30分钟！如有帮助，不吝赐赞关注哈！ @红叶绮罗香

缘起

我发现很多人在选择MacBook或者iPad的时候，总是会纠结如何选择Apple Silicon M系列芯片的问题。在我看来，只要搞清楚苹果芯片发展的脉络，如何选择就不应该是一个问题。

其实当年M1那是出道即巅峰，说的直白点，那是一经问世就傲视群雄的节奏，后续能够保持每年稳定提升就已经很超乎想象了。

而从M1当年单核2274、多核8216到M4的单核3907、多核15094，其实也就不到三年半时间。作为对比，其实Intel最新一代的Ultra系列处理器，CPU性能对比上一代基本就是零提升的。

不过呢？我是不可能满足于官方给的这么点数据的，所以接下来不妨一起深挖一下。

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MacBook Air M4。

M4(10 + 10) + 16GB + 512GB。

M4 Pro(12 + 16) + 24GB + 512GB。

Mac mini M4 + 16GB + 256GB/512GB/1TB。

关建指标

直接上图！

顺带也给一下其他Pro级和Max级芯片的核心参数对比。

近些年芯片性能提升离不开生产工艺的贡献，M1采用的第一代N5工艺，其实和A14所用到的工艺是一样的。M1当时集成了160亿颗晶体管，而采用新一代N5P工艺的A15芯片，其实晶体管数量就已经达到了158亿颗，和M1基本一致了！而等到M2用上N5P工艺以后，晶体管数量增加了25%，达到了200亿颗。

有意思的是，M2用200亿颗晶体管，差不多追上了8核心CPU的M1 Pro的性能水平。只不过，M1 Pro可是有着337亿颗晶体管的啊！

而M3则直接上了台积电最新的3nm工艺制程，也就是所谓的N3B工艺，晶体管数量相较于M2再次增加25%，达到了250亿颗。如今M3不仅在单核性能上远远超越M1，其实在多核性能上已经可以媲美10核心CPU的M1 Pro了。

而M4用上了台积电第二代3纳米工艺，也就是最新的N3E工艺。M4晶体管数量进一步达到了280亿颗，借助最新工艺，M4也把主频提升到了4.41GHz，相较于M1当年那个3.2GHz，堪称质变了！

其实随着芯片性能的不断提升，同时伴随着芯片生产工艺的进步，单颗芯片集成的晶体管规模就是在不断提升的。

• M1：160亿
• M2：200亿
• M3：250亿
• M4：280亿
• M1 Pro：337亿
• M2 Pro：400亿
• M3 Pro：370亿
• M1 Max：570亿
• M2 Max：670亿
• M3 Max：920亿
• M1 Ultra：1140亿
• M2 Ultra：1340亿

运行Windows软件和游戏

Apple Silicon M系列芯片其实有着相当多的优势，比如统一内存即显存，部署大语言模型有着绝对的优势，RTX 5090跑不了的模型，苹果电脑就是可以轻松驾驭。

再比如超高能效带来的极致续航，电池供电的离电性能和插着电源完全一致，一骑绝尘的IPC，超大内存带宽，超高效ZRAM、SWAP，持续的性能迭代等。这部分可以聊的东西真的很多，这里就不赘述了，有兴趣直接参考下面这篇详细分析。

我想重点说的优势，其实是如今苹果电脑可以运行Windows软件和游戏的能力。别误会，我说的还并不是单纯的跑虚拟机Windows，而是直接在macOS上高效率运行Windows软件和游戏。

如今搭载Apple Silicon M系列芯片的苹果电脑，不仅有着自身完善的软件生态，甚至还可以直接运行Windows软件和游戏。比如我用MacBook Pro M4直接玩黑神话悟空和塞尔登法环。

可能会有人担心M系列芯片转译运行的性能损失，我倒是也用了一个不是很严谨的方法粗略对比了一下。

以最入门的Mac mini M2为例，看看这个3000出头的苹果电脑能有怎样的表现。这是macOS下直接运行Cinebench 2024测试的成绩，单核122，多核600。

这是在macOS下运行Windows 11，然后在Windows 11上运行ARM原生的Cinebench 2024的成绩，单核101，多核488，差不多单核缩水17%，多核缩水18%。换句话说，差不多就是M2跑出了Ｍ1的水平！

浏览器性能

如今无论是手机还是电脑，实际上都很依赖浏览器。尤其是手机，很多Web化的app和小程序，本质上就是考验浏览器的性能。

这里借助Speedometer3.0综合评估一下浏览器的性能水平，比如在M4芯片上，Safari浏览器大概可以跑出48.5分的成绩。

iPhone 16 Pro手机端的Safari能跑到36分。

综合看一下几颗M系列芯片的性能，M4相较于M1基本性能翻倍了，这基本也对应了M4相较于M1单核性能翻倍。多说一句，这玩意主要依赖CPU单核性能，这也就意味着M系列芯片中Pro和Max级别的芯片，这部分性能也是和入门款芯片基本一样的。唯一例外的，其实是M2 Max和M2 Ultra，单核心主频要比M2和M2 Pro高了0.2GHz，Speedometer3.0的分数会略高一点点。

这里改用Chrome进行测试，简单对比一下Windows这边的处理器，下面是MacBook Pro M4上使用Chrome测出来的成绩。

很明显，Apple Silicon M系列芯片的浏览器性能可谓是一骑绝尘。兴许在电脑端还不会有什么明显感受，但是要是换成手机端运行微信小程序、支付宝小程序等，那浏览器性能高的优势可就太有用了。

CPU性能提升

M3、M2和M1同样都是4个性能核心和4个能效核心的架构，不过M1采用的是和A14相同的Firestorm性能核心和Icestorm能效核心，而M2采用的则是和A15一致的Avalanche性能核心和Blizzard能效核心。

M3大概率采用的是和A17 Pro一致的核心架构，不过目前苹果没有透露任何关于核心架构的细节，所以目前还不知道A17 Pro和M3架构的具体细节。

一定程度上讲，A系芯片的设计很大程度上可以体现M系芯片未来的走势。

而M4这一代，苹果想要进一步提升多核性能，其实也不得不从增加核心个数入手了，毕竟M1/M2/M3的CPU也就8核心的规模，相较于Intel和AMD那种动辄十几个核心的规模，还是太吃亏了。

于是乎，M4的CPU部分首次出现了多个规格，一个是3P + 6E，也就是3大核6小核心的设计。一个则是4P + 4E，8核心设计。还有一个则是4P + 6E，10核心设计。

M1性能核心有着192KB指令缓存和128KB数据缓存，四个性能核心共享12MB的L2缓存。

M1的能效核心则有着128KB指令缓存和64KB数据缓存，四个能效核心共享4MB的L2缓存。

M1还有着16MB的SLC，也就是片上缓存。

以上M1的大部分数据，M2、M3、M4基本保持一致。明显不同的是，M2把四个性能核心的L2缓存提升到了16MB。不过M3、M4比较神秘，很多架构数据苹果并未对外公布，逆向数据也不多。

M1的主频当年只做到了3.2GHz，Geekbench 6测试基准下，单核跑分2352分，多核8394分。

M2把主频提升到了3.5GHz，Geekbench 6测试基准下，单核跑分2633分，多核9748分。

M3则比较夸张，主频直接上到4.1GHz，Geekbench 6测试基准下，单核跑分3056分，多核11691分。

M4进一步把主频提升到4.41GHz，Geekbench 6测试基准下，单核跑分3907分，多核跑分15094分。相较于M3单核提升28%，多核提升29%。

M1当年发布的时候，在移动端轻薄本领域，那就是一副秒天秒地的架势。对标同期竞品，10W功耗输出竞品2倍性能，而达到竞品峰值性能，功耗仅仅是竞品的1/4功耗。

在M1之前，每年CPU的能效提升都微乎其微，基本都是在以能耗提升换性能提升，而M1一下子带来了3倍能效提升，可谓是降维打击。

这玩意当时就是地表能效最强的CPU。

而后续的M2、M3、M4可都是在M1这种巨幅提升的基础上进一步提升，所以那些说M2、M3、M4挤牙膏的人，多半都是没看到M1当年出道即巅峰的极致状态。

M2做了全新的核心设计，晶体管提升到200亿颗，面积更大，提供了更大的二级缓存，也把主频从M1的3.2GHz提升到了3.5GHz。

对标M1，CPU提升18%左右。

对标当时最新的10核心PC笔记本芯片，M2在15W左右的峰值性能差不多是同功耗下竞品的2倍。

对标当时最新的12核心的PC笔记本芯片，M2峰值性能弱了10%左右，但是功耗却仅仅只有竞品的1/4。

而M3的CPU性能和能效表现也依然很亮眼，简单来说，性能稳步提升，而能效依然行业领先。

M3的CPU实现了只用一半功耗就能达到M1的峰值性能，短短三年时间，还是相当震撼的！

不过也需要注意M3的曲线其实是有向右延伸的，这也就意味着M3虽然在M1峰值功耗下性能更强，但是再往后的性能提升，也是依赖拉高功耗了！

对标12核心的i7 1360P，M3的CPU只用到1/4的功耗就可以达到1360P的峰值性能。

而在绝对性能上，M3 CPU的高性能核心相较于M2提升15%，相较于M1提升30%。

四个高能效核心，相较于M1提升50%，相较于M2提升30%。

M4这一代，如果对标M2，那就是CPU性能暴涨50%，对标M3那也是29%以上的提升。

从iPad Pro用的两颗M4的规格不难看出，3P + 6E和4P + 6E，M4其实是更注重能效核心的作用的。我自己跑了一些高性能场景，确实可以明显感受到新一代iPad Pro M4发热真的很小了。

不过M4这一代重心压根儿不在CPU和GPU上，而是强化NPU性能和显示引擎，这个我们后面再说。

Geekbench 6

Apple Silicon M系列芯片Geekbench 6的数据前面已经简单分析过了，性能就是一直稳步提升的。

而如今M4系列的几颗芯片，更是把性能上限拉满了哇！

在我看来，Apple Silicon M系列芯片有一个优势被很多人严重忽略了，那就是它的单核性能。目前哪怕是桌面端的顶级x86处理器，单核性能也就M3的水平，M4则可以领先25%左右。

CPU Cinebench 2024

另外，我也简单测试了一下Cinebench 2024 CPU单核、多核渲染的成绩。简单来说，M3单核性能就已经一骑绝尘了，8核心的多核性能相较于Windows笔记本上那种十几个核心的处理器来说，也不算明显落后。其实大部分人的办公需求，哪里需要十几个核心共同输出的多核性能啊！

而M4单核性能就更夸张了，即便是�