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[PConline 雜談]相信大家都已經知道，蘋果在最新一場秋季發佈會中，宣告了全新的MacBook產品。新MacBook換用了蘋果自研的基於ARM結構的M1晶片，蘋果從X86陣營轉向，投入了ARM的懷抱。
在傳統觀念中，ARM是用於移動平台的結構，和桌面的X86晶片相比，ARM晶片的能效更高，但性能羸弱。這次蘋果MacBook換用ARM，同時macOS 11仍對以往基於X86 macOS開發的軟體相容，這就讓很多朋友感到困惑——用新的MacBook跑目前的X86軟體，到底會不會卡？
這種擔心是有道理的。在此之前，微軟已經做過了這方面的嘗試。微軟推出了使用ARM晶片的Surface Pro X平板電腦，相容X86的Win10軟體。然而人們發現，體驗並不理想，傳統軟體運行起來緩慢遲鈍。換用ARM晶片的MacBook會不會有這樣的問題？這就來分析一下。 MacBook的ARM晶片足夠強嗎？新MacBook跑舊軟體到底慢不慢，最關鍵的因素自然是新的M1晶片。人們普遍認為，ARM晶片的性能水平無法和X86比肩，畢竟ARM是簡單指令集RISC而X86是複雜指令集CISC，複雜指令集自然強大得多，但事實上這是一個誤會。
CPU發展到今天，RISC和CISC的邊界其實已經相對模糊了。在目前的X86處理器中，複雜指令也是會分拆成為類簡單指令來執行的。而在規模上，蘋果設計的ARM晶片已經追趕上了X86，例如A14的晶片面積為88mm²，共118億個晶體管，而AMD最新發佈的Zen3處理器中一個CCD的面積為80.7mm²，共41.5億個晶體管。考慮到A14還封裝了AI模組、GPU等，A14晶片使用的是5nm工藝，而5800X使用的是7nm工藝，事實上大家的CPU單元部分，規模已經是並駕齊驅。 了解了規模，再來看看性能實測，這裡引用Anandtech的數據。Anandtech使用了行業權威性能測試套件SPEC 2006來對比測試蘋果A14、AMD Zen3以及英特爾Tiger Lake的性能，結果如下。 首先是整數性能，可以看到A14並不落下風。
再來看看浮點性能，A14和Zen3要明顯領先於Tiger Lake。
Anandtech還使用了大家非常熟悉的Geekbench來測試，結果如下。
可以看到，在單線程性能上，A14的確已經能追上目前頂級的X86處理器。這次蘋果MacBook使用的M1處理器，結構和A14相似，但規格更高，晶體管規模達到了160億個，增加了兩個大核心，在性能上方面是可以令人放心的。 其實到了這裡，我們也不難找出為什麼Surface Pro X運行緩慢的原因。Surface Pro X使用的是高通SQ1/SQ2處理器，這基本是驍龍855的馬甲。而即使是驍龍865+，對比A14以及最新的X86處理器，性能也依然不太夠看…… 此情此景下，加之Win10 on ARM較低下的指令翻譯效率，Surface Pro X運行X86軟體的體驗就不甚理想了。是的，到了這裡大家應該也能看到ARM處理器運行X86軟體，除了自身性能之外的其他影響因素了——作業系統的指令翻譯效率。 macOS 11的指令翻譯效率高嗎？X86軟體想要在ARM晶片上運行，需要進行指令翻譯。雖然ARM指令集並不意味著性能低下，但畢竟它和X86還是不同的，指令需要翻譯過來，才能讓ARM晶片執行。 在今年的WWDC大會上，蘋果已經公佈了指令翻譯的方案。蘋果宣佈，將會為macOS平滑過渡到ARM平台，推出Rosetta 2中間轉換層。如果你是老果粉，對於Rosetta這個詞一定很熟悉——蘋果Mac電腦當年從IBM PowerPC結構，遷移到Intel X86平台，所使用的轉換層正是Rosetta。
Rosetta 2的作用在於，它透過指令翻譯，可以讓ARM平台的macOS，直接運行絕大部分的X86軟體。從蘋果的介紹來看，Rosetta 2的性能還相當不錯，它並不是在軟體運行的時候，才翻譯指令的，而是在軟體裝設時就做好了轉換。當然，這也並非說Rosetta 2可以實現性能完全無損，它對AVX指令相容並不好，如果X86軟體依賴AVX乃至AVX2，那麼在ARM平台上由於沒有對應的高性能指令，運行效率會有明顯下滑。並不是所有的軟體都會用到AVX指令集，總體來說，Rosetta 2的性能應該還是可以接受的。
至於Rosetta 2的實際表現會如何？我們可以從兩方面來衡量。 首先是參考Rosetta。蘋果從PowerPC遷移到X86時，也使用了類似方案，當年並沒有太多人抱怨Rosetta性能低下，我們自然也可以對Rosetta 2抱有期待。 其次是參考開發者的實測。實際上，蘋果早前就已經推出了基於A12Z晶片的Mac mini開發機，開發者們很早就能接觸到Rosetta 2，但到目前為止並沒有什麼關於Rosetta 2性能低下的爆料，可見Rosetta 2的實戰表現應該相當不錯。
到了這裡，我們又可以來分析一下為什麼Surface Pro X的表現會如此糟糕了。在Surface Pro X的Windows 10 on ARM中運行X86軟體，是邊轉碼邊運行的，並不像蘋果Rosetta 2那樣在裝設時作好轉碼工作，運行時無需再次轉碼。加上性能較弱的SQ1/SQ2處理器，運行X86軟體拖慢卡頓也就在情理之中了。 總結到了這裡，相信大家都可以得出結論了。MacBook使用的M1處理器性能非常強大，足以和頂尖的X86處理器同台競技；而蘋果又在macOS 11中準備了高效的Rosetta 2指令翻譯方案，因此對於能否流暢運行之前的X86軟體，大家無需太過擔心。 根據蘋果的說法，情況要比筆者文中分析的更加樂觀。蘋果宣稱，M1要比之前MacBook所使用的X86處理器性能高1倍，同時功耗僅為25%。從各種角度來看，新的MacBook都非常值得期待，一起來靜待上市實測吧。
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正在閱讀：蘋果Mac換用ARM，跑X86軟體真的不會卡嗎？蘋果Mac換用ARM，跑X86軟體真的不會卡嗎？
2020-11-12 00:15
出處：PConline原創
責任編輯：censi
