什么？性能強(qiáng)大的M1芯片不支持Docker？

日前，蘋(píng)果在“返場(chǎng)”發(fā)布會(huì)“ One More Thing ”上隆重揭曉了其自研 5nm M1 芯片以及三款搭載此芯片的新 Mac 產(chǎn)品，此舉意味著蘋(píng)果正式開(kāi)啟了從英特爾架構(gòu)到 ARM 架構(gòu)的過(guò)渡。其中令人印象深刻的是，蘋(píng)果宣稱(chēng)，M1 芯片是“世界最快的處理器”。

蘋(píng)果這一句“豪言壯語(yǔ)”，果不其然引起了許多人對(duì)這款芯片進(jìn)行測(cè)評(píng)。國(guó)外知名硬件評(píng)測(cè)網(wǎng)站 AnandTech 于 17 日表示已拿到搭載 M1 芯片的產(chǎn)品之一：Mac mini 2020 版，并發(fā)布了對(duì) M1 芯片的詳細(xì)測(cè)評(píng)，其結(jié)果也證實(shí)了蘋(píng)果似乎并沒(méi)有夸大其詞。

性能優(yōu)越的 M1 芯片

蘋(píng)果的 Firestorm 核在運(yùn)行單線程負(fù)載時(shí)的時(shí)鐘頻率為 3.2GHz，相比 A14 芯片的 3GHz 頻率，提高了 6.66% ，而且只要散熱上還有空間，在運(yùn)行全核心負(fù)載的時(shí)候也可以達(dá)到該時(shí)鐘頻率。除了 4 個(gè) 3.2GHz 性能核心以外， 2064MHz 還有 4 個(gè) Thunder 效率核心，也比 A14 上的 1823MHz 高出很多。

除了 4 個(gè)高性能的 Firestorm 核心之外，M1 還包括 4 個(gè) Icestorm 核心，旨在降低閑置功率并提高電池供電的效率。4 個(gè)性能內(nèi)核和 4 個(gè)效率內(nèi)核可以同時(shí)激活，盡管所有核心的性能吞吐量并不相同， M1 還是相當(dāng)于 8 核 SoC 。

• 與 A14 芯片的內(nèi)存差異

除了在 CPU 和 GPU 上的核心數(shù)量不同外，M1 相比 A14 ，還有一個(gè)主要的性能提升因素：M1 運(yùn)行在 128 位總線上，而不是移動(dòng)設(shè)備 64 位總線上。8x16 位內(nèi)存通道加上 LPDDR4X-4266 內(nèi)存，意味著 M1 的內(nèi)存帶寬峰值可以達(dá)到 68.25GB/s。

在內(nèi)存延遲測(cè)試中，可以看到 M1 的延遲比 A14 低很多，在 128MB 完全隨機(jī)測(cè)試中 A14 延遲為 102ns ，而 M1 的延遲為 96ns 。

在內(nèi)存帶寬方面，M1 也出色得令人驚訝：?jiǎn)蝹€(gè) Firestorm 核心就能達(dá)到最高 58GB/s 的內(nèi)存讀取、33~36GB/s 的內(nèi)存寫(xiě)入速度，內(nèi)存復(fù)制都能達(dá)到 60~62GB/s ，其波動(dòng)范圍取決于使用的是標(biāo)量指令還是向量指令。

這意味著，單個(gè) Firestorm 就能占據(jù)所有內(nèi)存帶寬，但也正因如此，多個(gè)核心同時(shí)訪問(wèn)內(nèi)存會(huì)由于擁堵而降低整體的有效帶寬：當(dāng)所有核心全部加入時(shí)，速度降低為 46GB/s 。不過(guò)這種內(nèi)存的提升已經(jīng)足以加大 M1 與 A14 的性能差距，并提高蘋(píng)果與 x86 現(xiàn)有廠商的競(jìng)爭(zhēng)力。

• CPU ：?jiǎn)尉€程和多線程性能大幅提升

AnandTech 采用了 Cinebench 和 Geekbench 來(lái)測(cè)試 Mac Mini 的 CPU 性能。

Cinebench R23 下 M1 單線程性能跑分?jǐn)?shù)據(jù)：

通過(guò)數(shù)據(jù)顯示，M1 單線程性能僅輸給了 Zen3 和 Tiger Lake 架構(gòu)的 CPU ，并且差距不大，甚至可與市場(chǎng)上最佳性能的 x86 CPU 比肩而立，大大超越了以往蘋(píng)果產(chǎn)品中所使用的英特爾芯片。

同時(shí)，可以看到 M1 在 x86 模式下運(yùn)行 Rosetta 2 時(shí)，其性能數(shù)據(jù)都超過(guò)了以往的 Mac 產(chǎn)品。

Cinebench R23 下 M1 多線程性能跑分?jǐn)?shù)據(jù)：

在多線程測(cè)試數(shù)據(jù)中，M1 擊敗了以往 Mac 的同類(lèi)型低功耗 CPU。

Geekbench 5 下 M1 單線程性能跑分?jǐn)?shù)據(jù)：

M1 在 Geekbench 5 的單線程測(cè)試中，再次表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，跑分?jǐn)?shù)據(jù)位列第一。即使在 x86 兼容模式下仍可以與上一代高端 CPU 的頂級(jí)單線程性能相媲美，并且大幅超過(guò)了 Mac mini 和 Macbook 之前的版本。

Geekbench 5 下 M1 多線程性能跑分?jǐn)?shù)據(jù)：

多線程性能取決于設(shè)計(jì)的核心數(shù)與功耗效率。M1 擊敗了 2017 年發(fā)布的 15 英寸 Macbook Pro （配備了 4 核 8 線程的英特爾 i7-7820HQ ），甚至是其兩倍。

• GPU 性能：集成王者

AnandTech 在 GPU 性能測(cè)試首先采用了評(píng)測(cè)筆記本電腦的常規(guī)基準(zhǔn) GFXBench 5.0 ，通過(guò)這個(gè)機(jī)會(huì)，比較基于 M1 的 Mac Mini 與 Mac 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外其他的 CPU/GPU 組合。

Normal 1080p 下 Aztec Ruins 測(cè)試場(chǎng)景中 GPU 性能對(duì)比：

High 1440p 下 Aztec Ruins 測(cè)試場(chǎng)景中 GPU 性能對(duì)比：

總體而言，M1 的 GPU 性能非常強(qiáng)大。無(wú)論是 Normal 還是 High 模式下，M1 的 GPU 性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他集成 GPU ，甚至還超過(guò)了獨(dú)立 GPU Radeon RX 560X 。與 2018 年英特爾芯片的 Mac Mini 相比更是有天壤之別，相比之下，M1 的 GPU 性能提高了 6 倍以上。

另外，AnandTech 還在 Rosetta 上運(yùn)行了性能測(cè)試的 x86 版本，GFXBench Aztec Ruins 測(cè)試顯示，原生二進(jìn)制文件和二進(jìn)制轉(zhuǎn)譯版本的 GPU 性能幾乎完全相同。

然后，AnandTech 還采用了 Futuremark 開(kāi)發(fā)的 3DMark Ice Storm Unlimited 測(cè)試場(chǎng)景對(duì) M1 的 GPU 性能進(jìn)行測(cè)試。

3DMark Ice Storm Unlimited 測(cè)試場(chǎng)景下 GPU 性能對(duì)比:

通過(guò)數(shù)據(jù)顯示，搭載 M1 的 Mac Mini 性能恰好足以打敗配備 GTX 1650 。雖然這種測(cè)試場(chǎng)景并不常見(jiàn)，但也足以彰顯 M1 的強(qiáng)大。

此外，AnandTech 還采用了非常規(guī)的性能測(cè)試 BaseMark GPU 。

Medium 模式下 GPU 性能對(duì)比：

High 模式下 GPU 性能對(duì)比：

通過(guò)這項(xiàng)測(cè)試，可以看到 Mac Mini 2020 又一次超越了 2018 年英特爾芯片的 Mac Mini ，而且其性能比 2017 年配備了 Radeon Pro 560 的 MacBook Pro 至少快 50% 。雖然新款 MacBook Pro 性能更好是自然的，但這是一個(gè)集成 GPU ，整個(gè)芯片的功耗比 MacBook Pro 的 CPU 都要低，更不用說(shuō) MacBook Pro上的獨(dú)立 GPU 了。

最后，AnandTech 還測(cè)試了運(yùn)行《古墓麗影：崛起》游戲時(shí)的 GPU 性能差異。該游戲于 2016 年發(fā)布，而且發(fā)行了 Mac 版本，并內(nèi)置了性能測(cè)試，所以能夠在游戲場(chǎng)景中比較 M1 與其他 Windows 筆記本電腦的性能差異。但要注意，這是一款 x86 游戲，尚未移植到 ARM上，因此游戲的 CPU 端通過(guò) Rosetta 運(yùn)行。

Value 模式下 GPU 性能對(duì)比：

在 768p Value 的模式下，Mac Mini 提供了超過(guò) 60fps 的速度，再次大幅領(lǐng)先于 2018 年搭載了英特爾芯片的 Mac Mini 以及該系列的所有其他集成 GPU ，并且與搭載 Radeon 560X 的 Acer Nitro 5 2019 相差無(wú)幾。

Enthusiast 模式下 GPU 性能對(duì)比：

在 1920×1080 的 Enthusiast 模式下，基于 M1 的 Mac Mini 的幀數(shù)不到 40fps ，雖然比 Ryzen + 560X 系統(tǒng)高出 20% 以上，但可能歸因于 Rosetta 和通用 API 的低效率，要遠(yuǎn)落后于 GTX 1650 。不過(guò) Mac Mini 在 1080p 分辨率下就能達(dá)到率足以正常游戲的 39.6 幀，而且只需降低一點(diǎn)畫(huà)質(zhì)或分辨率就可以回到 60 幀以上，對(duì)于完全是在集成 GPU 上運(yùn)行的結(jié)果來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)足夠強(qiáng)大了。

功耗 - Mac Mini 2020 (M1)
	古墓麗影崛起（Enthusiast配置）	GFXBench Aztec (High)
整體功耗	16.5 Watts	11.5 Watts
GPU功耗	7 Watts	10 Watts
CPU功耗	7.5 Watts	0.16 Watts
DRAM功耗	1.5 Watts	0.75 Watts

這兩種工作負(fù)載幕后的工作方式有很大不同。Aztec 是一種合成測(cè)試，在屏幕外運(yùn)行，盡可能收集無(wú)干擾情況下的 GPU 測(cè)試結(jié)果，達(dá)到了最高 GPU 功耗（ 10 瓦），但幾乎沒(méi)有觸及 CPU 核心（以及顯示控制器等其他元素）。相反，《古墓麗影：崛起》是真實(shí)的游戲工作負(fù)載，整個(gè) SoC 都運(yùn)轉(zhuǎn)了起來(lái)，GPU 功耗徘徊在 7 瓦左右，CPU 功耗的浮動(dòng)很大，但峰值僅高了一點(diǎn)。而無(wú)論使用哪種基準(zhǔn)，最終結(jié)果都是相同的：M1 SoC 以超級(jí)本級(jí)別的功耗提供了所有這些性能。

總體來(lái)看，這些測(cè)評(píng)都體現(xiàn)出了 M1 芯片的卓越，不僅內(nèi)存帶寬優(yōu)于 A14 芯片，CPU 單線程和多線程性能都很優(yōu)秀，M1 的集成 GPU 也沒(méi)有辜負(fù)蘋(píng)果在高性能 GPU 方面的聲譽(yù)，不僅領(lǐng)先于其他集成 GPU ，還可以與低端獨(dú)立 GPU 相媲美。

搭載如此一款性能優(yōu)越的芯片，蘋(píng)果此次的新 Mac 產(chǎn)品吸引了不少開(kāi)發(fā)者，但也因此，部分有特定軟件需求的開(kāi)發(fā)者選擇了退而遠(yuǎn)之，是怎么回事呢？

Rosetta 2 轉(zhuǎn)譯“需要時(shí)間”

雖然這款 M1 芯片性能足夠強(qiáng)大，但別忘了，這并不是單純地?fù)Q一個(gè)芯片這么簡(jiǎn)單。換芯的背后意味著架構(gòu)的變換，而架構(gòu)的變換就足以讓許多原本深度依賴(lài)其生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者受到沉重打擊。

蘋(píng)果雖為了順利實(shí)現(xiàn)架構(gòu)過(guò)渡，提供了 Rosetta 2 轉(zhuǎn)譯器，可以將英特爾處理器編寫(xiě)的指令“翻譯”為 M1 芯片可以理解的命令，但這只限于大部分沒(méi)有涉及到處理器特性的應(yīng)用程序，無(wú)法與操作系統(tǒng)或硬件有直接交互的軟件兼容。

此外，微軟在上周表示，在新 Mac 中首次啟動(dòng)如 Word、Excel、PowerPoint、Outlook、OneNote 和 OneDrive 這些 Mac 應(yīng)用時(shí)，利用 Rosetta 2 轉(zhuǎn)譯的同時(shí)，這些應(yīng)用還會(huì)在Dock欄中跳動(dòng)約 20 秒。

對(duì)此，蘋(píng)果開(kāi)發(fā)者文檔承認(rèn) Rosetta 2 轉(zhuǎn)譯會(huì)使運(yùn)行速度變慢，并指出 Rosetta 2 轉(zhuǎn)譯“需要時(shí)間”：

當(dāng)一個(gè)可執(zhí)行文件中包含英特爾指令，macOS 會(huì)自動(dòng)啟動(dòng) Rosetta 開(kāi)始轉(zhuǎn)譯。轉(zhuǎn)譯完成后，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)譯后的可執(zhí)行文件來(lái)代替原文件。但是轉(zhuǎn)譯過(guò)程需要時(shí)間，因此用戶(hù)可能有時(shí)會(huì)覺(jué)得轉(zhuǎn)譯后的應(yīng)用程序啟動(dòng)或運(yùn)行速度比較慢。

搭載 M1 芯片的 Mac 目前無(wú)法運(yùn)行 Docker

運(yùn)行速度變慢或許還可以忍受，但 Docker 無(wú)法在搭載 M1 芯片的新 Mac 上運(yùn)行這點(diǎn)真實(shí)地勸退了很多開(kāi)發(fā)者。

曾在 7 月就有開(kāi)發(fā)者反饋 Docker 無(wú)法在搭載 Apple Silicon 的設(shè)備上啟動(dòng)。盡管彼時(shí)他的設(shè)備搭載的并不是 M1 芯片而是 A12X 芯片，但就目前來(lái)看，搭載 M1 芯片的 Mac 的確無(wú)法運(yùn)行 Docker 。

當(dāng)時(shí)，一位就職于 Docker 的工作人員 Stephen Turner 在這條反饋下回應(yīng)：我們正在與蘋(píng)果緊密合作。但由于新芯片還沒(méi)有支持虛擬化，因此可以預(yù)料到這種情況（實(shí)際上我們對(duì)此還無(wú)能為力）。

根據(jù) 11 日發(fā)布會(huì)介紹，蘋(píng)果似乎已經(jīng)改善了這項(xiàng)問(wèn)題：macOS 具有虛擬化功能， M1 芯片也可以支持虛擬化。但遺憾的是，目前看來(lái)這項(xiàng)支持尚未移植至 Docker。

Docker Desktop 負(fù)責(zé)人 Ben De St Paer-Gotch 近日在他的博文中對(duì)此回應(yīng)：“盡管蘋(píng)果發(fā)布了 Rosetta 2 來(lái)幫助將應(yīng)用程序轉(zhuǎn)移到新M1芯片上，但這對(duì) Docker Desktop 的使用并沒(méi)有幫助?！?/span>

他表示，在 Docker Desktop 的表面下，實(shí)際運(yùn)行的是一個(gè)虛擬機(jī)，因此為了在新 Mac 上實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，Docker Desktop 需要移至蘋(píng)果新的管理程序框架上，還需要重制所有管道以提供 Docker Desktop 核心體驗(yàn)。

此外，Docker Desktop 的更新還需要配合其他軟件對(duì)蘋(píng)果新架構(gòu)的適配：Go 作為 Docker Desktop 的后端語(yǔ)言，Electron 來(lái)實(shí)現(xiàn) Docker Dashboard 以查看桌面內(nèi)容。因此，Docker 在努力適配搭載 M1 芯片的新 Mac 時(shí)，也在密切關(guān)注這些軟件的適配進(jìn)度。

參考鏈接：

https://www.docker.com/blog/apple-silicon-m1-chips-and-docker/

https://github.com/docker/for-mac/issues/4733

https://www.anandtech.com/show/16252/mac-mini-apple-m1-tested/3

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