硬核!350頁(yè)報(bào)告,揭秘蘋(píng)果M1為何如此強(qiáng)大(附PDF下載)
蘋(píng)果去年發(fā)布的 M1 芯片,因其令人難以置信的 IPC 和極高的能效震驚了科技界,讓人們的注意力首次從 x86 架構(gòu)真正轉(zhuǎn)移到事實(shí)上的高性能架構(gòu)上。
然而,盡管 M1 性能強(qiáng)大,這款芯片的生態(tài)圈仍然秉承蘋(píng)果一貫的封閉風(fēng)格,任何想要利用 M1 硬件的人都要通過(guò)蘋(píng)果自己的操作系統(tǒng) Mac OS,否則就非常困難。
盡管困難,許多工程師已經(jīng)開(kāi)始努力克服,最近有人甚至設(shè)法在 M1 芯片上完全運(yùn)行了 Linux。
同樣繼續(xù)者這種嘗試的則是 Maynard Handley,他是前 Apple Quick Time 的開(kāi)發(fā)者之一,最近,他分享了一份 350 頁(yè)的 PDF,分析了 M1 ARM 芯片的內(nèi)部工作原理。
該文檔(當(dāng)前版本 0.70)從逆向工程的角度深入研究了 M1 架構(gòu),并得到了該領(lǐng)域其他專(zhuān)業(yè)人士和愛(ài)好者的大力支持。
此次放出的這份分析報(bào)告蘊(yùn)含的工作量不可低估。因?yàn)樗刃枰獙?duì) ARM 架構(gòu)及其診斷工作有深入的了解,也需要數(shù)小時(shí)的測(cè)試、技術(shù)文檔和專(zhuān)利文獻(xiàn)閱讀以及社區(qū)討論。
本文檔是在 M1 芯片上收集已知的、現(xiàn)有的信息和逆向工程的研究結(jié)果,同時(shí)也包括作者自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
雖然這份報(bào)告還不是最終版本,但 Handley 的努力現(xiàn)在可以成為社區(qū)驅(qū)動(dòng)的 M1-geared 圣經(jīng)。報(bào)告中的部分內(nèi)容還能為未來(lái)的進(jìn)一步解密蘋(píng)果芯片打下基礎(chǔ),比如對(duì)性能更強(qiáng)大的 Apple M2 進(jìn)行逆向工程。
希望這份報(bào)告可以為封閉系統(tǒng)專(zhuān)用硬件平臺(tái)進(jìn)入更受歡迎的開(kāi)源平臺(tái)打下一扇大門(mén)。
Maynard Handley 在 Twitter 上放出了這份文件,
下載地址:(需梯子)
https://drive.google.com/file/d/1WrMYCZMnhsGP4o3H33ioAUKL_bjuJSPt/view
報(bào)告本來(lái)是寫(xiě)給自己的,需要一點(diǎn)硬核知識(shí)。
作者表示,這份東西是他寫(xiě)給自己的,但受眾是任何對(duì) M1 芯片技術(shù)細(xì)節(jié)感興趣的人,當(dāng)然,讀者需要比較高的 CPU 基礎(chǔ)知識(shí)。
一起來(lái)看看他自己為這本報(bào)告寫(xiě)的導(dǎo)言:
我對(duì) L1 緩存之前部分討論的所有內(nèi)容都相當(dāng)有信心,這部分之前我有時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn),仔細(xì)閱讀專(zhuān)利,并編輯寫(xiě)作。
L1 緩存的討論以及后面的所有內(nèi)容都更具試探性。這部分內(nèi)容可能未經(jīng)任何實(shí)驗(yàn)(或者我對(duì)某些實(shí)驗(yàn)不滿意,因?yàn)槲乙恢痹谒伎冀忉尳Y(jié)果的新方法,因此結(jié)果不確定)。
從我參考的許多專(zhuān)利文獻(xiàn)來(lái)看,我認(rèn)為這份報(bào)告的基本思想是正確的,但這個(gè)結(jié)論是快速瀏覽和分析的結(jié)果,我沒(méi)有徹底閱讀或追蹤所有相關(guān)專(zhuān)利文獻(xiàn)。
即便如此,A15 及其配套芯片(也許是 M2)很快就會(huì)問(wèn)世,人們會(huì)想開(kāi)始研究。希望以此文件可以作為一個(gè)引子,讓以后的人可以將更多時(shí)間花在基本面分析上,以真正了解新事物,而不是花時(shí)間來(lái)重新發(fā)明輪子。
這份文件是實(shí)際上為我自己寫(xiě)的,目的是為對(duì) M1 芯片的調(diào)查和研究做個(gè)記錄。這些調(diào)查采取實(shí)驗(yàn)的形式,過(guò)程中參考了許多蘋(píng)果專(zhuān)利文獻(xiàn),所有報(bào)告內(nèi)容都通過(guò)對(duì)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的合理知識(shí)聯(lián)系在一起。
任何對(duì) M1 芯片的技術(shù)細(xì)節(jié)感興趣的人都是本報(bào)告的潛在讀者。本報(bào)告假定讀者的關(guān)于 CPU 的知識(shí)程度比一般的互聯(lián)網(wǎng)意見(jiàn)領(lǐng)袖高得多。報(bào)告中收錄了大量論文和專(zhuān)利的參考資料。讀專(zhuān)利和論文是需要努力下功夫的。
我建議讀者可以跳過(guò)對(duì)自己沒(méi)有吸引力的部分,無(wú)論是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方式、解釋方式、圍繞某一點(diǎn)的文獻(xiàn)描述,還是專(zhuān)利文獻(xiàn)。
我已盡力報(bào)告的內(nèi)容準(zhǔn)確。不過(guò)盡管如此,報(bào)告內(nèi)容還是可能存在多個(gè)錯(cuò)誤,無(wú)論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施、分析、我對(duì)專(zhuān)利的理解,還是其他任何方面,歡迎技術(shù)更正。
各位小伙伴如果對(duì)自己的技術(shù)底蘊(yùn)有自信的,對(duì)蘋(píng)果的專(zhuān)利感興趣的,可以下載來(lái)看看。
https://worldrepublicnews.com/learn-all-about-apples-m1-with-this-350-page-deep-dive/