Ковыряемся в чипе M1 от Apple
Apple M1, первый чип, созданный инженерами Apple и предназначенный для их собственной линейки компьютеров, превзошел многие конкурирующие микропроцессоры и почти все компоненты, используемые в других устройствах от Apple (особенно в тестах производительности на одно ядро и графических бенчмарках).
Apple была достаточно любезна, чтобы опубликовать фотографию кристалла (это еще одна небольшая деталь, которая приблизила компанию к AMD и Intel, поскольку теперь это традиционная стратегия анонса новых процессоров), и они были быстро разобраны супер-компьютерщиками – такими как Андрей Фрумусану из Anandtech.
Мы знаем из самых ранних анонсов, что M1 на базе ARM будет крепким представителем категории SoC.
Вероятно, аналитикам будет проще анализировать процессоры, собранные из чиплетов (ожидается, что такая архитектура ЦП будет вымещать традиционную). Поскольку каждый чиплет, по сути, является отдельным куском кремния. Чтобы разобраться в архитектуре SoC, нужно немного (возможно, много) присмотреться.
Выделение отдельных блоков (на изначально неразмеченной карте) Apple M1
Все эти усилия принесут пользу конкурентам и тем, кто заинтересован в эффективной организации кремниевых устройств. Как известно, самое популярное преимущество архитектуры упакованных систем, в которых используются чиплеты, над монолитными устройствами заключается в том, что SoC-решения быстро становятся сложными, запутанными и дорогими. Это приводит к тому, что на рынок SoC могут выходить далеко не все компании, занимающиеся микросхемами. Понимание устройства лучших продуктов в классе и исследования в области передовых современных технологий более важны, чем опыт разработки упакованных чипов.
Особенности M1
У М1 есть ряд отличительных особенностей.
Во-первых, места под кэш-память на кристалле выделено весьма немного. Инженеры Apple сосредоточились на функциональности, а не на объеме памяти. Архитектура UMA, используемая в M1 освобождает пространство на кристалле, при этом обеспечивает быстрый доступ к LPDDR4X-памяти. UMA позволяет разделять отдельные компоненты памяти как между ядрами ЦП, так и графическим процессором, чтобы оптимизировать структуру чипа. Сохранение физической близости модулей памяти — это концепция, заимствованная у мобильных процессоров, в которых память размещается поверх процессоров как в архитектуре упакованных систем. Об этом много говорили ранее – если вкратце, то подобный подход в компьютерах применяется для повышения производительности и эффективного рассеивания тепла, а архитектура, взятая из мобильных устройств, обеспечивает компактность и энергоэффективность.
Значительная часть чипа M1 выделена под графический модуль. Вы можете себе сказать, что это неудивительно. И это так. Никто и не ожидал, что Apple пожертвует производительностью графики. В какой-то мере, этот подход также взят из мобильной архитектуры.
Еще один важный аспект устройства чипа M1 заключается в том, что Apple предпочла увеличить количество логических ячеек (а не физических ядер). Таково преимущество разработки процессоров под собственную ОС – некоторые функции можно встраивать в прошивку и разгружать ЦП для выполнения более сложных задач. Мой хороший друг и отличный технологический аналитик Пол Болдт неоднократно говорил об этом. В одной из его статей приводится цитата Алана Кея, которую я вставлю и в этот текст: «Люди, которые действительно серьезно занимаются ПО, должны производить и свое железо».
Стив Джобс цитирует Алана Кея
Интересную возможность представляет технология flip-chip, используемая для сборки самых передовых микросхем. О ней я писал в одном из своих предыдущих текстов – она позволяет быстро получать изображения с устройством чипа за счет прозрачности кремния для инфракрасного излучения. Такой подход экономит время и деньги.
Простота доступа к M1 в Mac Mini также позволила наблюдать за чипом во время тестирования в бенчмарках.
Используя тепловизор, можно отслеживать активные области чипа по их температуре. На изображении, приведенном ниже в качестве примера, есть ярко-желтое пятно – это высокопроизводительное ядро, активное во время работы компьютера. Благодаря раннему доступу к бенчмаркам (таким как Geekbench 5), созданным специально для процессора M1, температурный анализ позволил выявить расположение ядер Firestorm и Icestorm, графического и нейронного процессоров и многих других компонентов.
Температурный анализ был очень полезен и открыл двери для других методов тестирования. Впрочем, другие вычислительные платформы (особенно мобильные) затрудняют проведение анализа. Но если есть желание, то найдется и решение. Что еще более важно (и очевидно на рынке полупроводников), если есть достаточный бюджет, то все получится.
Снимок M1 с тепловизора в режиме работы одного ядра (Источник: MuAnalysis)
Хотя большая часть внимания к M1 связана с его архитектурой (и так и должно быть), в дизайне и структуре процессора интересны не только технические детали. Подложки M1 BGA с двумя установленными бок о бок модулями памяти LPDDR4X и полностью инкапсулированными пакетами BGA DRAM идентичны (или очень похожи) мобильным процессорам серии A, используемыем в iPad – A12X и A12Z.
Вероятно, лучший инструмент для получения общего представления о сложной структуре устройства, при этом обеспечивающий детальность изображения — это рентгеновская компьютерная томография. Компания System Plus Consulting опубликовала обзор результатов компьютерной томографии и проанализировала интеграцию как поверхностных, так и встроенных в подложку кремниевых развязывающих конденсаторов в M1. Эта информация о чипе является частью стандартного анализа затрат от System Plus Consulting.
Перспективный рентгеновский снимок КТ пакета M1
System Plus недавно обновила свои доклады о затратах включив туда сведения, отсутствующие в их предыдущих отчетах. По словам генерального директора System Plus Ромена Фро, «Новый чип M1 от Apple позволил System Plus воспользоваться двумя новыми методами анализа. Мы составили отчет об архитектуре чипа и провели анализ его поверхности с помощью просвечивающего электронного микроскопа (в дополнение к нашему стандартному отчету о стоимости, в котором анализируются сами кристалл и корпус). Новая методика формирования отчетов значительно повысит ценность наших услуг в области сравнительного анализа».
Какую роль сыграл iPad Pro?
В течение нескольких лет вокруг iPad Pro и его значения для Apple, было много дискуссий и предположений. Будет ли iPad Pro заменой ноутбуку? Это мнение также вызвало обсуждение возможного перехода тандема мобильных процессоров и iOS на компоненты для персональных компьютеров.
Несомненно, iPad Pro был частью этого пути Apple. Повторение архитектуры чипа на iPad, Macbook Air и Pro, а также на Mac mini, безусловно, указывает на стремление к обобщению.
M1 и A12X внешне идентичны
Основным параметром сравнительного анализа продуктов является стоимость. Группам конкурентной разведки, работающим в компаниях-производителях микросхем, вероятно, не придется далеко ходить, чтобы сравнить характеристики других продуктов со своими собственными разработками. Заметное конкурентное преимущество может быть получено за счет оптимизации структуры затрат по сравнению с конкурентами. Разделение устройств на уровне «голых» кристаллов позволит раскрыть эти аспекты с разумной степенью детализации с учетом правильного опыта, понимания отрасли и моделирования.
Что делает эту работу действительно увлекательной, так это возможность раскрыть инновации, которые помогают отрасли полупроводников развиваться и двигают этот рынок вперед.
- Первая в России серийная система управления двухтопливным двигателем с функциональным разделением контроллеров
- В современном автомобиле строк кода больше чем…
- Бесплатные онлайн-курсы по Automotive, Aerospace, робототехнике и инженерии (50+)
- McKinsey: переосмысляем софт и архитектуру электроники в automotive
НПП ИТЭЛМА всегда рада молодым специалистам, выпускникам автомобильных, технических вузов, а также физико-математических факультетов любых других высших учебных заведений.
У вас будет возможность разрабатывать софт разного уровня, тестировать, запускать в производство и видеть в действии готовые автомобильные изделия, к созданию которых вы приложили руку.
В компании организован специальный испытательный центр, дающий возможность проводить исследования в области управления ДВС, в том числе и в составе автомобиля. Испытательная лаборатория включает моторные боксы, барабанные стенды, температурную и климатическую установки, вибрационный стенд, камеру соляного тумана, рентгеновскую установку и другое специализированное оборудование.
Если вам интересно попробовать свои силы в решении тех задач, которые у нас есть, пишите в личку.
Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.
Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.
У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.
Источник
Чип Apple M1 в MacBook Air в Geekbench 5 обошел по производительности 8-ядерный Intel Core i9-9980HK в MacBook Pro
MacRumors публикует первые тесты производительности нового чипа Apple Silicon M1 от Geekbench 5. Согласно бенчмаркам, производительность M1 в MacBook Air превосходит все предыдущие macOS-устройства.
Бенчмарк утверждает, что M1 имеет базовую частоту 3,2 ГГц. MacBook Air с 8 ГБ ОЗУ демонстрирует в одноядерном режиме результат 1687 и в многоядерном — 7433.
Сравнение однопоточной производительности
Сравнение многопоточной производительности
Для сравнения: iPhone 12 Pro набрал 1584 балла в одноядерном режиме и 3898 баллов в многоядерном, в то время как iPad Air на А14 демонстрировал показатель 1585 в одноядерном режиме и 4647 — в многоядерном.
Кроме того, производительность компьютеров на М1 выше, чем у любого другого Mac.
Производительность в многоядерном режиме превосходит все 16-дюймовые модели MacBook Pro 2019 года, включая 9-е поколение на Intel Core i9. MacBook Pro получил 1096 баллов в одноядерном режиме и 6870 баллов в многоядерном.
При этом, однако, 16-дюймовый MacBook Pro демонстрирует лучшую производительность в других областях, таких как графический процессор, поскольку эти модели имеют дискретные GPU высокой мощности. Вероятно, будут некоторые различия в производительности между MacBook Pro и MacBook Air даже на одном чипе М1, так как у последнего отсутствует кулер, а MacBook Pro имеет новую систему охлаждения, разработанную Apple.
Mac Mini с чипом M1 получил 1682 балла в одноядерном режиме и 7067 — в многоядерном.
13-дюймовый MacBook Pro с чипом M1 и 16 ГБ оперативной памяти продемонстрировал в одноядерном режиме результат 1714 и в многоядерном — 6802. Как и MacBook Air, он имеет базовую частоту 3,2 ГГц.
Между тем AnandTech опубликовало первое подробное описание чипа М1.
Предполагается, что в M1 используется 128-битная шина DRAM, как и в предшественниках серии A. Он использует четыре высокопроизводительных ядра Firestorm и четыре энергоэффективных Icestorm. Чип имеет 12 Мбайт кеш-памяти второго уровня, а не 8 Мбайт, как у A14.
AnandTech также сравнил производительность чипов Apple с процессорами Intel и AMD. В бенчмарке энергоэффективности чип А14 сравнили с Intel Core i7-1185G7 и Core i9-10900K. A14 показал самый высокий результат.
У M1 не два, как у A14, а четыре высокопроизводительных ядра Firestorm, поэтому его результаты должны оказаться еще выше.
Чип M1 представили 10 ноября. Он выполнен по 5-нанометровому техпроцессу, получил восемь ядер CPU и столько же — GPU. Процессор поддерживает 16-ядерный Neural Engine, который позволяет работать с нейросетями и машинным обучением.
Стало известно, что новые компьютеры Apple Silicon Mac на базе M1 не будут поддерживать какие-либо внешние графические процессоры. Таким образом, в новом Mac mini, MacBook Air и MacBook Pro будут использоваться только собственные видеоускорители.
Источник
Опубликованы подробные тесты Apple M1: первый блин — не комом
Компания Apple на прошлой неделе представила свой первый компьютерный процессор M1. Он, по её словам, во всех отношениях лучше процессоров Intel, прежде использовавшихся в компьютерах Mac. И теперь профильные ресурсы выяснили, так ли это на самом деле, протестировав чипы в различных сценариях.
Напомним, ARM-процессор Apple M1 обладает восемью ядрами, разделёнными на два кластера: четыре мощных ядра Firestorm и четыре энергоэффективных Icestorm. Встроенный графический процессор имеет восемь ядер, на которые приходится 128 исполнительных блоков. Частоты ни CPU, ни GPU не уточняются, потому как зависят от компьютера, в котором используется чип: в MacBook Air они ниже, нежели в MacBook Pro 13 и Mac mini. В случае последнего частота мощных ядер Firestorm достигает 3,2 ГГц в однопоточных нагрузках, и 3,0 ГГц в многопоточных.
Ресурс Anandtech опубликовал целый ряд тестов M1 в составе Mac mini. Причём тесты проводились как в нативном режиме, так и через эмулятор Rosetta 2, что наглядно демонстрирует, сколько этот самый эмулятор «съедает» производительности. Также мы приводим данные тестов MacWorld и TechCrunch, которые тестировали MacBook Air и MacBook Pro на новом чипе.
В бенчмарке Cinebench R23, который измеряет производительность при рендеринге, в однопотоке Apple M1 оказался сопоставим с Core i7-1165G7. В многопоточном тесте производительность оказалась значительно выше показателя Core i7-1165G7, но ниже Ryzen 7 4800U. Также отметим более чем двукратный прирост по сравнению с самым доступным Mac mini прошлого поколения на Core i3. Но вот флагманскому MacBook Pro 16 на базе Core i9-9980HK новинка всё же уступает в многопотоке, хотя и не слишком сильно.
В тестах Geekbench новинка Apple также показала себя с лучшей стороны. В однопотоке ей не нашлось равных с результатом выше 1700 баллов. В многопоточном тесте результат Apple M1 оказался выше показателей прежних MacBook Air и MacBook Pro 13 на базе Core i5 поколения Ice Lake. Более того, он даже превзошёл показатели флагманского MacBook Pro 16 на базе Core i9-9980HK.
С кодированием видео у Apple M1 также проблем не возникло. В HandBrake новый MacBook Air на Apple M1 оказался сравним с прошлогодним MacBook Pro 16 на флагманском Intel. В работе с видео в Final Cut Pro новый MacBook Pro 13 на базе Apple M1 оказался лучше предшественника, но всё же вдвое медленнее MacBook Pro 16 в разрешении 8K. А вот в 4K был даже несколько быстрее.
Новый Apple M1 абсолютно доминирует в тесте Speedometer 2.0, который демонстрирует производительность при работе с веб-браузерами. Здесь он оказался даже быстрее Ryzen 9 5950X. Но справедливости ради отметим, что даже Apple A14 в составе iPhone 12 Pro обходит флагманский чип AMD. Ещё новый чип Apple должен понравиться разработчикам ПО: в Xcode он оказался куда лучше решений Intel в ноутбуках Apple 2019 года.
Протестирована была и встроенная графика Apple M1. В синтетических тестах она оказалась лучше, чем мобильные дискретные видеокарты Radeon Pro 560 и Radeon RX 560X, не говоря уже о встройках от Intel.
В играх новый чип Apple также показал себя с лучшей стороны. Так, в Rise of the Tomb Rider новинка уступила MacBook Pro 16 с видеокартой Radeon Pro 5500M и оказалась сравнима с Radeon RX 560X. И опять же она куда лучше встроенной графики Intel.
Источник
