Apple M4 Pro 分析 - 速度极快,但效率较低
Apple 令人惊讶的是,几个月前,最新一代的 M4 芯片已经在最新的 iPad Pro.事实证明,对于如此节俭的被动散热芯片而言,其单核性能尤其令人印象深刻。在高通公司(Qualcomm)的骁龙 X 精英处理器发布前不久,Apple ,成功地在竞争中占据了一席之地。现在,最新一代的芯片终于进入了更新的 MacBook。Air 机型似乎要等到明年年初,但 Pro 笔记本电脑现在配备了 M4、M4 Pro 和 M4 Max。在上市发布会上,我们看到了新款 M4 Pro 的完整配置(14 个 CPU 内核、20 个 GPU 内核),不久我们还将看到更小的 M4 Pro 和 M4 Max 的测试结果。
概述Apple M4 Pro
新款 M4 Pro SoC 的内核配置与前几代产品相比有很大不同,从性能角度来看,Apple ,Pro 和 Max 型号再次拉近了距离(至少在 CPU 方面)。现在,所有型号(M4 Pro 和 M4 Max)都只有四个高效内核,而不是六个高效内核,最高主频仅为 2.592 GHz(以前为 2.748 GHz)。
此外,现在有两个具有五个性能内核的集群,而入门级的 M4 Pro 只有四个。P 核心的时钟频率最高可达 4.512 GHz,所有核心的时钟频率最高可达 3.852 GHz(以前一个核心的时钟频率最高可达 4.056 Ghz,所有核心在负载情况下的时钟频率约为 3.6 GHz)。这意味着 M4 Pro 共有 14 或 16 个 CPU 内核。我们还注意到这方面的一个概念性变化,现在 M4 Pro 和 M4 Max 都有 14 个 CPU 内核(M4 Max 可选 16 个 CPU 内核)。
M4 Pro 继续使用 3 纳米工艺制造,尽管性能有所提高,但我们在旧款 M3 Pro(27-28 瓦)上测得的功耗低于 M2 Pro 型号(约 36 瓦)。相比之下,Apple ,其最大功耗已大幅提高。在多核满载的情况下,新款 M4 Pro 的功耗高达 46 瓦,在接下来的运行过程中,功耗稳定在 40 瓦左右,因此在峰值时,功耗要高出 60%。在单核负载下,其功耗约为 6-6.5 瓦;而在 M3 Pro 上,我们测得的功耗约为 5.5 瓦。
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在 MacBook Pro 机型中,M4 Pro 配备 24 或 48 GB 内存。在新款 Mac Mini 中,M4 Pro 还可以与 64GB 内存组合使用,因为 Mac Mini 无法与 M4 Max 组合使用。Apple 已将内存带宽从 M3 Pro 的 150 GB/s(LPDDR5-6400)提高到 M4 Pro 的 273 GB/s(LPDDR5x-8533)。
两款 M4 Pro 的集成显卡也有一些不同。基本型号的图形处理器有 16 个核心,而速度更快的型号则有 20 个核心。在我们的测试中,顶级型号的最大功耗为 32 瓦,而我们测得的 M3 Pro GPU(18 个核心)的功耗为 28 瓦。与以往一样,我们无法读出 GPU 的时钟频率。两块 M4 Max GPU 分别配备了双倍的 GPU 内核(32 或 40)。
神经引擎得到了进一步改进,Apple ,目前还在大力推广其名为Apple Intelligence 的人工智能版本,所有 M4 芯片都支持该版本。另一个有趣的创新与 M4 有关,因为 MacBook Pro 机型内的 M4 SoC 支持 Thunderbolt 4 并改进了显示引擎,现在可以连接两个外部显示器(除内部面板外)。即将推出的 MacBook Air 机型也很有可能采用这种设计。下表总结了新一代 M4 SoC 最重要的技术数据:
M4 | M4 Pro | M4 Pro | M4 Max | M4 Max | |
---|---|---|---|---|---|
CPU | 10 核 (4P+6E) | 12 核 (8P+4E) | 14 核 (10P+4E) | 14 核 (10P+4E) | 16 核 (12P+4E) |
GPU | 10 核 | 16 核 | 20 核 | 32 核 | 40 核 |
内存 | 16/24/32GB | 24/48GB | 24/48GB | 36GB | 48/64/128GB |
内存带宽 | 120 GB/s | 273 GB/s | 273 GB/s | 410 GB/s | 546 GB/s |
测试程序
为了在不同的处理器和显卡之间进行有意义的比较,我们除了在合成基准测试中考察它们的纯性能外,还考察了它们的功耗,并据此确定了它们的效率。我们的功耗测量都是在外部显示器上进行的,这样可以排除不同内部显示器的影响因素。不过,我们测量的是系统的总体能耗,而不仅仅是 CPU 和 GPU 的显示值,因此不同的芯片尺寸(包括更多的 RAM 等)自然也会产生影响。这对我们的 MacBook Pro 14测试设备来说尤为重要,因为它配备了 48GB 内存,与配备 24GB 或 18GB 内存的机型(如旧款 M3 Pro)相比,功耗必然更高。
单核性能和效率
M3 处理器已经提供了非常出色的单核性能,将 AMD、英特尔和高通公司的竞争对手甩在了身后。只有英特尔的新款台式机处理器 Core Ultra 9 285K 能与 M3 SoC 相媲美。Apple 的新款 M4 处理器更胜一筹,进一步拉大了差距。P 核心的最高时钟频率比 M3 高出约 500 Mhz,因此性能比 M3 提升了 20% 以上。
与下一个最快的移动芯片 Snapdragon X Elite X1E-84-100 相比,它的优势接近 40%,而 Snapdragon X Elite X1E-84-100 目前只在三星Galaxy Book4 Edge 16 中使用。目前 AMD 和英特尔的 CPU 的劣势更大。
在分析效率时,我们主要依靠当前的 Cinebench 2024 测试,该测试可在所有平台(x86 和 ARM)上原生运行,因此为我们提供了最佳的比较机会。不过,我们的测量值有限,因此我们也使用了较早的 Cinebench R23 测试。
在单核效率方面,新款 M4 Pro 落后于大多数 M3 设备,尽管处理器的性能提升很容易弥补其额外的消耗。不过,由于我们讨论的是非常低的 CPU 核心消耗值(最大 6.5 瓦),其他因素(如额外的 RAM)可能会在一定程度上扭曲画面。在这一点上,我们已经开始期待配备 24GB 内存的基本版 M4 Pro 和配备 16GB 内存的普通版 M4 的表现。即便如此,所有其他移动处理器(包括 Lunar Lake、骁龙 X Elite/Plus、Zen5)尽管性能明显低于 M4 Pro,但在效率方面仍明显优于 M4 Pro。
Power Consumption / Cinebench 2024 Single Power Efficiency - external Monitor | |
Apple M3 | |
Apple M4 Pro (14 cores) | |
Apple M4 Pro (12 cores) | |
Qualcomm Snapdragon X Plus X1P-42-100 | |
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-78-100 | |
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100 | |
Intel Core Ultra 7 258V | |
Intel Core Ultra 5 125U | |
AMD Ryzen AI 9 365 | |
AMD Ryzen AI 9 HX 370 | |
Intel Core Ultra 7 155H |
多核性能和效率
它在多核测试中的成绩比单核测试中的领先优势还要大,这是因为处理器的性能核心数量增加了,时钟频率也提高了。根据测试内容的不同,它比拥有 12 个内核的旧款 M3 Pro 领先 47%-57% 不等,因此,新款 M4 Pro 与旧款全功能 M3 Max 不相上下。性能大幅提升,尤其是在 14 英寸领域,无论是 AMD、高通还是英特尔,新款 M4 Pro 都没有面临任何竞争。在这种情况下,唯一的例外是华硕 TUF A14 内的 Ryzen AI 9 HX370,它的永久功耗为 80 瓦,在 CB-R23 测试中的表现略胜一筹。不过,在 Cinebench 2024 和 Geekbench 测试中,它都明显落后于 M4 Pro。
当然,在效率方面,M4 Pro 的功耗明显增加,这在相对较短的 R23 测试中尤为明显。在这项测试中,新款 M4 Pro 落后于前代 M3 机型,也落后于 Ryzen AI 9 HX 370 的个别机型。在时间较长的 Cinebench 2024 基准测试中,新款 M4 Pro 无法始终保持 46 瓦的高功耗,因此至少超过了 AMD SoC。不过,与高通公司的 ARM CPU 相比,新的 M4 Pro 只显示出微弱的优势。我们没有旧款 M3 Pro 在 2024 测试中的对比数据。
GPU 性能和效率
它的 GPU 性能也得到了大幅提升,根据不同的基准测试,拥有 20 个内核的新 M4 Pro GPU 与拥有 18 个内核的旧 M3 Pro GPU 相比,优势在 29-45% 之间。不过,新的 M4 Pro 无法接近 M3 Max GPU,而是保持着一定的距离。AMD、英特尔或高通的集成显卡都不是 M4 Pro 的对手,它们已经很难跟上 iPad Pro 的普通 M4 GPU。在这种情况下,我们不得不将其与专用 GPU 进行比较,M4 Pro GPU 与GeForce RTX 4060 Laptop 大致相当。
Cinebench 2024: GPU
Geekbench 6.3: GPU Metal | GPU OpenCL
GFXBench: 3840x2160 4K Aztec Ruins High Tier Offscreen | 2560x1440 Aztec Ruins High Tier Offscreen
Geekbench 6.3 / GPU Metal | |
Apple M3 Max 40-Core GPU | |
Apple M4 Pro 20-Core GPU | |
Apple M4 Pro 16-Core GPU | |
Apple M3 Pro 18-Core GPU | |
Apple M3 Pro 14-Core GPU | |
Apple M4 10-core GPU | |
Apple M3 10-Core GPU |
Cinebench 2024: GPU
Geekbench 6.3: GPU Metal | GPU OpenCL
GFXBench: 3840x2160 4K Aztec Ruins High Tier Offscreen | 2560x1440 Aztec Ruins High Tier Offscreen
我们还想看看 GPU 在游戏时的效率。不过,你必须记住,我们使用的两款游戏--《 Witcher 3 》和 《赛博朋克 2077》--只能在 MacBook Pro 上模拟运行,这自然会牺牲一些性能。明年,当《赛博朋克 2077》在Apple 处理器上原生发布时,我们才有可能进行真正的比较。
在 Witcher 3测试中,它的效率与旧款 M3 芯片相比略逊一筹,但仍击败了其他制造商(尽管有时差距很小)。在《赛博朋克 2077 》测试中,M4 Pro SoC 也只是刚刚领先于竞争对手。在这种情况下,新的英特尔 Arc Graphics 140V(Lunar Lake)的效率明显更高,但性能也明显较低。
结论 - M4 Pro 的速度明显加快,但效率并没有提高
M4 SoC 系列是Apple 采用 3 纳米工艺制造的第二代处理器。在 M3 Pro 系列大幅提高能效(性能略有提升,功耗却更低)之后,Apple 现在将重点放在了性能的提升上,推出了全新的 M4 Pro 型号。它的单核性能(与 M3 相比提高了 20%)令人印象深刻,将其他所有处理器(无论是台式机还是移动设备)远远甩在了后面--在效率方面,竞争对手也毫无胜算。与旧款 M3 Pro 相比,其效率略有下降,但内存配置的大幅提升很可能会对其产生影响。因此,我们很想知道小型 M4 Pro 和普通 M4 的表现如何。我们将尽快提供这些结果。
令人印象深刻的 CPU 和 GPU 性能:新的Apple M4 Pro SoC 是目前最快的单核处理器,在多核情况下与旧的 M3 Max 不相上下。在 14 英寸细分市场中,AMD、英特尔或高通公司都不存在竞争者。其 GPU 性能也提高了 30% 以上。不过,性能的提升在一定程度上是以牺牲效率为代价的。
在多核性能方面,它的提升同样巨大,新款 M4 Pro 可以与旧款完整版 M3 Max 相媲美。此外,与旧版 M3 Pro 相比,它的优势达到了 45-59%(取决于测试结果)。不过,与旧版 M3 Pro 相比,其最大耗电量也要高出 60%,这就是为什么在效率方面没有太大变化的原因。尤其是在 14 英寸领域,Apple M4 Pro 在 CPU 性能方面没有面临英特尔或 AMD 的竞争。在 16 英寸系列中,有 HX 处理器,但它们的功耗也明显更高。
M4 Pro 的图形性能也得到了大幅提升,根据不同的基准测试,我们确定其 GPU 性能比旧款 M3 Pro 领先 29-46%。不过,与 M3 Max GPU 相比仍有明显差距。