開發者重啟 Apple M1 ANE 逆向工程，揭露 16 核心架構並稱 M5 將整合 NPU 至 GPU

據開發者發布的文章指出，作者在停滯三年後重啟對 Apple M1 晶片神經網路引擎（ANE）的逆向工程。作者表示，由於預期 2025 年的 M5 晶片主打 LLM 效能，並將把 ANE 核心整合至 GPU 核心中，這標誌著獨立 NPU 的終結，因此決定完成 M1 ANE 的架構解析，以探討 Apple 自 2017 年 A11 Bionic 以來的機器學習硬體演進。 文章詳細揭露了 M1 ANE 的運算架構與硬體規格： - 具備 16 個運算核心，每個核心擁有 128 條 FP16（或 256 條 INT8）平行乘加（MAC）通道，總計達 2048 條平行 MAC 通道。 - 內部 MAC 資料路徑包含 16 位元乘法器與 32 位元加法器，並在 32 位元暫存器中以 Q16.16 格式累加，最終以 FP16 格式輸出。 - ANE 最初針對具備可預測重複使用模式的密集 CNN 影像處理工作負載進行特化設計。 作者指出，Transformer 架構（特別是自迴歸解碼）打破了 CNN 的資料重複使用模式，使得 ANE 原本高度特化的資料流設計難以發揮效用，這也反映了當前 AI 工作負載向 GPU 靠攏的趨勢。