除了第二个麦克风开孔,2013年的新款MacBook Air在外观上和旧款几乎看不出任何不同,但是内部就完全变了样了:Haswell ULT超低压处理器、PCI-E固态硬盘、LPDDR3内存、802.11ac Wi-Fi无线网卡……AnandTech近日就对新MBA进行了全方位的性能测试,包括处理器、显卡、硬盘、无线网卡、显示屏、电池续航等等。
首先回顾一下新款MBA的规格。11.6寸、13.3寸的都配备了Intel Core i5-4250U 1.3GHz双核处理器、HD 5000核芯显卡、4GB LPDDR3-1600内存、128/256GB PCI-E固态硬盘、802.11ac 2x2 Wi-Fi无线网卡、Thunderbolt雷电接口、两个USB 3.0接口、麦克风。
11.6寸屏幕分辨率为1366×768,电池容量38Wh,尺寸300×192×3-17毫米,价格999/1199美元。13.3寸的则是1440×900,电池容量54Wh,尺寸325×227×3-17毫米,价格1099/1299美元。很遗憾,没有视网膜屏。
本次测试的是13.3寸、256GB版本。
【CPU性能:超低压Haswell的“牺牲”】
苹果和Intel合作关系良好,MBA率先用上了新一代的超低压版Haswell ULT,确切地说是标配Core i5-4250U,并且可选Core i7-4650U。MBP注重性能,MBA则强调能效、续航,所以选择这么一款相对低端的型号是很合理的。
i5-4250U为双核心四线程,3MB三级缓存,主频1.3GHz,双核加速最高2.3GHz,单核加速最高2.6GHz,支持AES-NI、VT-x、TV-d等技术,核芯显卡HD5000 200-1100MHz,热设计功耗15W——注意这是包含了芯片组的,而上代的17W仅限处理器。
i7-4650U将频率提高到了1.7/2.9/3.3GHz,三级缓存扩大到4MB,开放支持TSX-NI、TXT,HD5000加速频率也提升至1100MHz,热设计功耗依然保持在15W。
升级它需要额外掏150美元,但值得一提的是,这两颗处理器在Intel那里的批发价分别为342美元、454美元,也就是苹果多要了38美元。鉴于都是BGA整合封装的,自己DIY升级是不可能了,想升级就得舍得花钱。
既然热设计功耗都是17W,那么苹果为什么不标配i7-4650U呢(暂不考虑升级收费多赚钱的可能)?会对电池续航造成什么影响呢?这个暂时还是未知数,以后有机会再加入和i7的对比。
启动时间:2013 MBA顺利夺魁,当然这其实更得感谢PCI-E固态硬盘,不过也只比rMBP、2012 MBA快了0.4-1.1秒钟而已,实际体验中差别不大。
CineBench R11.5渲染性能(单线程):和去年的IVB i5 1.8GHz完全相同,但考虑到频率这次低了500MHz,进步还是不小的。
CineBench R11.5渲染性能(多线程):这次比去年的i5 1.8GHz慢了大约5%,但仍旧快于2011年款,以及去年的11寸MBA i5 1.7GHz。这也没办法,把芯片组纳入进来、总的热设计功耗还更低,同样的工艺下你不可能奢望太多。
iMovie视频转码性能(导入/优化):确实有点慢,还不如去年的11寸。
iMovie视频转码性能(导出):更慢了,还不如前年的13寸。
Final Cut Pro X视频转码性能(导入/优化/分析):还是差不多,和去年的11寸差不多,但是比前年的好多了。
Adobe Lightroom/Photoshop图片渲染性能:再次验证Haswell 1.3GHz要比IVB 1.7/1.8GHz慢不少。
为了验证Haswell的新指令集是否有用,重复Firefox多线程编译测试,线程数量设定为处理器核心数量的2倍,不过这个主意是在旅行途中想起来的,所以只对比了去年款的13寸MBA、15寸rMBP,结果发现i5 1.3GHz已经非常接近i7 2.0GHz,只差不到2%。Haswell你终于亮了一次。
【GPU性能:HD5000很凶猛 就是怕热】
伴随着Intel核芯显卡的进步,MBA的图形性能也在逐步提高:
2011年是Sandy Bridge HD3000,32nm,12个执行单元,350-1150MHz,峰值浮点性能165.6GFlops;
2012年换成Ivy Bridge HD4000,22nm工艺,16个执行单元,350-1050MHz,峰值浮点性能268.8GFlops,提升了超过60%;
现在则是Haswell HD5000(GT3),22nm,40个执行单元,200-1000MHz,虽然没有缓存频率更低了,但是峰值浮点性能达640GFlops,猛增了近1.4倍,而且热设计功耗还下来了。
以下游戏测试均在Windows 8 Boot Camp下完成,同时加入了Haswell GT2 HD4400作为对比。
《GRID 2》:从去年的勉强可玩到今年的完全流畅,16%的进步很大了,对比HD3000更是高了65%,不过HD5000、HD4400并未拉开差距。
《无主之地2》:HD5000这次和HD4000几乎差不多,反倒是HD4400快得多,应该是宏碁S7散热更好,或者苹果在散热受限时降低了频率。尽管如此,游戏还算比较流畅,偶尔会卡顿一下。
对功耗的实时检测表明的确如此,该游戏中GPU的热设计功耗已经超过了15W PL1限制,达到了16W。
Sandy Bridge开始,Intel引入了睿频2.0,支持两种不同的功耗限制,PL1等于处理器的热设计功耗,PL2则高一些。
Minecraft:相比HD4000提升了17%,已经基本接近60FPS。
《超级街霸4》:再次提升16%。
以上几项成绩来自AnandTech的最新测试成绩数据库。总的来说,HD5000相比于HD4400平均高大约15%,相比于HD4000则要看情况:散热受限的时候不到10%,不存在此问题则可高达25-40%。
3DMark基准测试中,HD4400平均HD4000高了18%,HD5000则能快31%。
【硬盘性能:PCI-E带来的解放】
SATA主控的固态硬盘受限于总线带宽,SATA 6Gbps下最多也不过550MB/s左右,而如果换成原生的PCI-E主控,问题就解决了。PCI-E 2.0每个信道单向带宽500MB/s,而苹果使用了PCI-E 2.0 x2,带宽就是单向1GB/s、双向2GB/s。
而且和以往一样,苹果固态硬盘的供应商不止一家,除了三星之外还有用户发现了SanDisk主控。本次测试的是三星的(编号中的SM就代表三星),256GB。
关于这颗主控的详情谁也不知道,但有趣的是,三星近日还单独发布了PCI-E固态硬盘XP941,很难不让人联想和MBA有什么关系。
与主控搭配的是512MB DDR3 DRAM缓存和八颗三星1xnm MLC NAND闪存颗粒,不过接口还是苹果私有的,而不是Intel提倡的、XP941使用的M.2。
持续读取:低队列深度下还不如去年,但是提高到32之后就很凶猛了,可惜日常应用都没这么高
从实际体验上看,PCI-E固态硬盘的新MBA无论系统启动、程序启动还是休眠恢复都更快了,但有趣的是,除了高速的雷电阵列,大多数外置存储设备都无法充分发挥PCI-E固态硬盘的潜力。
文件拷贝速度也很快,DMG大文件能达到300MB/s的读写速度,而去年才大约200MB/s。
顺便再看看IO一致性测试,它代表着固态硬盘性能的稳定性。
很棒吧。
【Wi-Fi性能:802.11ac很美丽 无奈系统缺陷】
新一代Wi-Fi 802.11ac很快就迎来了普及之年,大量产品正在问世,比如手机上就有HTC One、三星Galaxy S4两大旗舰,都是单天线、单空间流、80MHz通道、256QAM,PHY传输率最高433Mbps。
MBA使用的主控是博通BCM4360,最多支持三空间流,但是苹果只用了俩,同时支持80MHz通道、256QAM、短保护间隔,最大速率867Mbps。下一代rMBP上应该会开启全部三个空间流。
搭配测试的路由器是华硕RT-AC66U,主控也是BCM4360,而且巧合的是苹果新款Airport Extreme上用的还是它。
2.5米之内,实测速率达到了533Mbps,确实比802.11n快得多。
同一房间走到5.5米外,速率降到了450Mbps。绕过一道墙,再走个三四米,就只有250-340Mbps。再来一道墙,进一步跌至200Mbps。继续走到第三间房间里,或者下楼,速度就只有145Mbps。
但注意这里故意设置了最为恶劣的环境,如果优化调整位置,走远一些保持300-400Mbps也不成问题。
802.11ac很牛是不是?别急,这只是理论测试而已。
在实际测试中,无论怎么设置系统,无论怎么优化环境,通过AFP共享的实际文件拷贝速度都只有21.2MB/s,也就是169.6Mbps,而重复理论测试结果还是533Mbps。换上苹果的雷电千兆网卡适配器,立刻就蹦到了906Mbps。
而如果假设Web、FTP服务器,实际速度能够超过300Mbps,好了一些但还是不够。
这里涉及到TCP网络的传输机制问题。
为了保证稳定、可靠的数据传输,TCP网络需要不断通知、重发,而通知的频率对传输速度影响很大。如果通知过于频繁,发送端就不得不停下来等待,而如果通知太少又会在非理想网络条件下做大量无用功。
为了寻求平衡,就有了“TCP window size”(TCP窗口尺寸),它定义了在通知收发前传输的最大数据量。现代TCP都支持动态调整这一指标,以优化获得更高带宽。
如果再知道bandwidth-delay product(带宽延积),二者相除得到一个百分比,乘以理论带宽,所得结果就是实际可用带宽了。
MBA的双流802.11ac理论带宽为867Mbps,实测显示最佳条件下可用带宽约533Mbps。MBA、iMac之间通过千兆以太网连接Ping 50次的平均延迟为2.8ms,那么带宽延积就是533Mbps×2.8ms,也就是186550字节。
不同的TCP窗口下MBA可用带宽情况就是这样子的:
很显然,如果想得到全部的533Mbps可用带宽,TCP窗口尺寸就得达到256KB。
重新测试并监视封包尺寸,可以确认测试期间TCP窗口尺寸的确最高达到了256KB,所以得到了533Mbps的理论数据。
但是在AFP共享拷贝文件的时候,TCP窗口尺寸却没有超过64KB,此时最大可用带宽也不过187.2Mbps。证明完毕。
有趣的是,HTTP、FTP传输的话TCP窗口尺寸能达到256KB,所以才能突破300Mbps,但还是远远不够。
此外,即便是在Windows 8 Boot Camp之下,无论如何设置也是同样的问题。
很显然,Mac OS X系统和Boot Camp驱动目前的网络堆栈管理中都存在缺陷,导致802.11ac空有高高的理论带宽而发挥不出来。AnandTech已经将此问题反馈给苹果,相信很快就会有软件更新来解决。
【显示性能:没视网膜也够用】
MBA这次没有使用视网膜屏,事实上机身和屏幕几乎没有任何变化,仍是TN面板(尽管是最好的TN),让很多用户无比失望。
为什么不用视网膜屏?首先是功耗。超高的像素密度需要更高的背光驱动才能达到同样的亮度,必然会损伤续航能力。以现在的电池容量,MBA用上视网膜屏仍有望提供可观的续航时间,但几乎可以肯定会不如以往,这是苹果无法接受的。
其次是价格。谁也不知道视网膜屏会给MBA增加多少成本,但绝对不会少。
第一个问题无解,除非电池技术出现重大突破。第二个就只能指望面板价格逐步下降了,或许明年就能看到视网膜MBA(iPad mini其实也同理)。
如果你是专业人士,或者对色彩精确度要求较高,或者需要高分辨率,请选择rMBP。对于一般用户而言,MBA足够你用的。事实上,MBA的屏幕怎么看都不算坏,基本挑不出什么毛病。
手头测试的使用了三星面板,看上去还是比去年有所改进的,亮度和对比度都提高了,而且基本上和1080p的宏碁Aspire S7差不多,后者是个超极本。
屏幕对比:2013 MBA自然比不上rMBP,但并不比iPad、iPhone差太多,同时大大好于Google Chromebook Pixel
【电池续航:绝对是疯了】
降低功耗是Intel这几年的重点工作,Haswell ULT做得尤其出色。首先,它把芯片组拉到了一起封装,尽管只是“胶水”,但大大降低了主板布线复杂度和所需功耗。
其次,芯片组工艺也升级到了32nm,它和处理器加起来才15W,而此前单单是处理器就17W。
然后,Haswell ULT支持更深的休眠状态,最高可达C10,而一般型号才C6/C7。
苹果还率先利用了Haswell ULT LPDDR3内存的支持,电压仅为1.2V(DDR3/3L分别为1.5/1.35V),这可是目前智能手机常用的内存类型。虽然成本高一点,但那无所谓了,而且还是128-bit 1600MHz,所以带宽并没有损失。
此外,去年的MBA还需要16颗DDR3L,今年就只需4颗LPDDR3,主板更加空空荡荡了。
Haswell ULT整合了电压控制器,可以更快地进入、离开休眠状态,而且还支持“Power Optimizer”节能框架,能在空闲时候将几乎所有内外设备带入休眠状态,但这是Mac OS X目前唯一无法支持的特性,还需要更新。
电池容量也增加了大约8%,而且没有增加重量。
综合起来,MBA的续航能力就得到了极大的改善,13寸宣称可达12小时。
苹果甚至还修改了自家的测试方法,将亮度从之前的50%调高到75%,更具实用参考价值,也彰显了苹果的信心。
本次测试中亮度设为81.5%,200nits。
轻负载:竟然超过了11个小时!简直是“荒谬”!如果算上亮度的差异,75%下理论上确实恰好有12个小时!要知道,去年当时最好的MBA才不过7个半小时,一下子就增加了47%,即便去除电池容量的变化后增加幅度也有35%!
如果把亮度调低一半到100nits,系统会告诉你它可以坚持16个小时以上!!
中负载:仍然将近9个小时,排除电池容量变化比去年增加了54.5%。
高负载:5个半小时,堪比轻负载的2012 MBA,同样负载下增加了65%!
如果Haswell ULT诞生在iPad之前,真不知道会是个什么样子。这也再次证明了Intel在控制功耗方面的强大能力,22/14nm Atom绝对会让ARM很头疼。