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Apple M4 微架构评测
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原文中文，约22300字，阅读约需54分钟。
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内容提要
Apple M4 微架构评测显示，M4 P-Core 和 E-Core 在取指宽度、L1 ICache 和 BTB 设计上有显著改进。P-Core 每周期可取16条指令，E-Core 至少10条，L1 ICache 容量与 M1 相同，分别为192KB和128KB。此外，M4 引入了 Load Address/Value Predictor，提升了执行单元性能，整体架构优化明显。
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关键要点
- Apple M4 微架构评测显示 P-Core 和 E-Core 在取指宽度、L1 ICache 和 BTB 设计上有显著改进。
- P-Core 每周期可取16条指令，E-Core 至少10条，L1 ICache 容量与 M1 相同，分别为192KB和128KB。
- M4 引入了 Load Address/Value Predictor，提升了执行单元性能，整体架构优化明显。
- M4 P-Core 在跨页取指时会拆成两个周期，确认了取指宽度为16条指令。
- M4 E-Core 每周期取值不少于10条指令，比 Apple M1 的 E-Core 更快。
- M4 P-Core 的 L1 ICache 容量为192KB，E-Core 为128KB，测试结果显示与官方信息一致。
- M4 P-Core 的 BTB 设计相较于 M1 有显著优化，能够每周期执行2条分支指令。
- M4 P-Core 的 L1 ITLB 容量为192项，E-Core 为192项，均与 M1 相同。
- M4 P-Core 的 Return Stack 深度为60，E-Core 为40，均比 M1 更大。
- M4 P-Core 和 E-Core 的 L1 DCache 容量分别为128KB和64KB，测试结果与官方信息一致。
- M4 P-Core 的 Load Store Unit 每周期可完成多种组合的 Load 和 Store 操作，带宽与 M1 相同。
- M4 P-Core 引入了 Load Address/Value Predictor，提升了 Load 和 Store 的性能。
- M4 P-Core 和 E-Core 的执行单元数量和设计都有所扩充，尤其在整数和浮点指令方面。
- M4 P-Core 的 Reorder Buffer 和 Scheduler 大小相比 M1 有明显提升。
- M4 相比 M1 在多个方面进行了迭代，包括前端改进、寄存器堆优化和执行单元扩充。
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