Сделать невозможное: чип Apple M1
В ноябре 2020 года Apple представила M1 — первый в истории компании чип, разработанный и оптимизированный специально для Mac и macOS. Спустя год результаты исследований позволяют с уверенностью говорить, что он многократно повысил производительность, энергоэффективность и время автономной работы использующих его устройств Apple.
Инновационная система М1 сменила процессоры Intel, поколениями которых оснащались Mac. Традиционно в Мас использовалось несколько микросхем для центрального процессора, контроллеров ввода-вывода, безопасности и других функций, собранных на материнской плате. М1 — первая система с абсолютно новым уровнем интеграции.
Она впервые объединила несколько мощных технических компонентов на едином кристалле Apple Silicon (SoC). Среди них — центральный процессор, оперативная память, графический процессор, система машинного обучения Neural Engine, процессор обработки сигнала изображения, подсистема для защиты конфиденциальных данных пользователя Secure Enclave и другие. Сделать это позволила передовая 5-нанометровая технология производства, при которой возможно более плотное размещение транзисторов. Чип М1 впервые для Apple вмещает 16 миллиардов транзисторов. В результате сокращаются затраты энергии, а скорость прохождения сигнала возрастает.
Центральный процессор чипа М1 включает четыре ядра производительности для сценариев с высокой нагрузкой и четыре ядра для повышения эффективности. Ядра производительности отвечают за максимально эффективное и быстрое выполнение одно- и многопоточных процессов. Ядра эффективности оптимизируют выполнение простых задач и расход энергии. Вместе восемь ядер увеличивают производительность на ватт центрального процессора до рекордных показателей, а их вычислительной мощности хватает на самые ресурсоемкие процессы.
Встроенный графический процессор, тестирование которого позволяет Apple говорить о нем как о самом быстром в мире (2,6 терафлопс), также имеет восемь ядер. В максимальной конфигурации он способен обрабатывать одновременно до 25 тысяч потоков данных.
Еще одна инновация, которую Apple применила в чипе М1, — это архитектура объединенной памяти. Благодаря ее использованию все технические компоненты чипа, например, центральный и графический процессоры, могут обращаться к одним и тем же данным без их копирования в отдельные пулы памяти. Это, кроме прочего, обеспечивает высокую пропускную способность и минимальную задержку при обращении.
Итак, по сути, чип М1 — это автономный компьютер в виде микросхемы. Объединяя компоненты на одном кристалле, он позволяет новым Мас работать быстрее и эффективнее, чем устройствам предыдущего поколения, что подтверждают многочисленные тесты производительности.
С чипом М1 8-ядерный процессор работает до трех раз продуктивнее. Это в значительной степени ускоряет выполнение всех сложных задач, в том числе компиляцию программного кода и обработку графики. Однако у новых Мас выше не только мощность, эффективность и скорость вычислений. Значительно изменились и показатели производительности:
- скорость машинного обучения выросла до 15 раз;
- время отклика в web-приложениях сократилось до 50%;
- скорость отображение графики в браузере выросла до двух раз.
Новые версии операционной системы macOS на устройствах с чипом М1 поддерживают больше приложений, в том числе бета-версии. Если приложение пока не оптимизировано для чипа М1, его можно запустить благодаря эмулятору Rosetta 2. Одна из главных новинок, которая порадует разработчика для iOS, — это возможность открывать приложения для iPhone и iPad на своей рабочей машине без запуска дополнительных симуляторов.
Разработчики, использующие технологии машинного обучения, смогут выйти на новый уровень благодаря системе Apple Neural Engine. Это 16-ядерный сопроцессор, система, предназначенная для ускорения машинного обучения. Она способна выполнять до 11 триллионов операций в секунду.
Отдельно стоит отметить уникальные возможности, упрощающие удаленную работу с новыми устройствами Мас. Развертывание софта происходит автоматически, а инфраструктура управляется с помощью системы MDM. Это, по данным расчетов Forrester, значительно сокращает затраты на работу технических отделов. Благодаря тому, что технические компоненты чипа М1 и новые версии macOS максимально энергоэффективны, время автономной работы у отдельных моделей увеличено до 20 часов. Наконец, новая версия сопроцессора Secure Enclave и контроллер хранилища с AES-модулем для шифрования данных обеспечивают максимальный уровень безопасности.
В настоящее время чипом М1 оснащены MacBook Air, 13-дюймовый MacBook Pro, Mac mini и 24-дюймовый iMac. В течение ближайших двух лет с момента презентации чипа М1 в ноябре 2020 года компания Apple планирует перевести на него все остальные модели своих устройств Mac.
MacBook Air — в истории этой модели оснащение чипом М1 стало самым значительным усовершенствованием. Как сообщает в отчете о своем исследовании Forrester Research, разработчики отмечают, что качество работы обновленного устройства сравнимо с MacBook Pro. MacBook Air превратился в машину, которой доступны профессиональные задачи и работа со специальным софтом. Энергоэффективность чипа М1 позволила обойтись без использования охлаждающих вентиляторов, поэтому MacBook Air работает абсолютно бесшумно.
MacBook Pro 13 дюймов стал самым быстрым и компактным профессиональным ноутбуком. Он позволяет создавать приложения в Xcode до 2,8 раза быстрее, а скорость выполнения задач машинного обучения благодаря чипу М1 выросла до 11 раз. Благодаря рекордной производительности на ватт чипа M1 разработчики, использующие эту модель, могут написать в четыре раза больше программного кода за один период работы без подзарядки. Обновленный MacBook Pro обеспечивает высочайший уровень безопасности благодаря сопроцессору Secure Enclave, встроенному в чип М1.
Mac mini также многократно расширил возможности благодаря чипу М1. Он позволяет создавать приложения в Xcode до 3 раз быстрее, а скорость обработки графики выросла до 6 раз.
iMac 24 дюйма — самое новое устройство из линейки Мас с чипом М1. Благодаря чипу толщина корпуса моноблока составляет всего 11,5 мм. У этой модели, представленной в 11 цветах, — 24-дюймовый экран Retina с разрешением 4,5K. Мощность его центрального процессора стала до 85% больше. Новый iMac 24 дюйма обрабатывает графику до двух раз быстрее (по сравнению с iMac 21,5 дюйма) и без проблем открывает сотни вкладок Safari. Результатом идеального взаимодействия мощного оборудования, macOS и чипа M1 стала тихая работа практически без перегрева даже при очень высокой нагрузке. Это первая модель iMac, оснащенная технологией Touch ID.
Источник
Подробный разбор: что такое чип Apple M1 и как он изменил Mac
Презентация Apple M1, первого чипа из загадочного племени «M», а также всего железа с этим чипом внутри, была бы похожа на невероятное выступление. То, о чем рассказали с экрана вице-президенты и старший вице-президенты Apple, правдоподобным не было. Им удалось нас удивить, хотя мы ждали чего-то в этом духе и вроде бы были готовы ко всему. Между тем, этот удивительный и неправдоподобный чип – предназначен для самых дешевых и непритязательных моделей Mac’ов в модельном ряду Apple. Так не бывает, но похоже это и в самом деле революция и начало новой эры. Это не обман?
И центральный процессор, и графика, и ОЗУ — все в одном маленьком чипе
Очевидно, что без обмана не обошлось. Службе лояльности Apple (так называется её служба безопасности) удалось сделать невозможное. Над M-чипами в Apple работали не один год, их показывали посторонним – например, Жану-Луи Гассé. За эти годы кто-то из участников проекта уходил из компании, – но про M-серию так и осталась тайной. Неизвестно, на сколько нужно делить заявленные на презентации «в X раз быстрее/экономичнее/лучше», в остальном — только правда и ничего кроме правды. Маркетинг без преувеличений не маркетинг, но на этот раз они едва ли решились бы на серьезные преувеличения.
Что такое Apple M1
На первый взгляд, M1 почти не отличается от придуманного обществом (или внушенного обществу представления о нем) Apple A14X. 8-ядерный ARM-процессор из 4 силовых, то есть, высокопроизводительных, ядер и 4 энергосберегающих. В точности такие же NPU (нейронный процессор), 8-ядерный графический процессор (в дешевом варианте MacBook Air – 7-ядерный), та же фирменная система управления оперативной памятью.
Один маленький чип сочетает в себе столько всего
Производят этот кристалл по техпроцессу 5-нм, если вы не знаете, что это такое, просто примите к сведению, что это «очень круто», самый передний край науки и техники, и M1 – второй 5-нм чип в мире, а первым навсегда останется Apple A14.
Практически все имеющиеся у TSMC производственные мощности мобилизованы на выпуск этих двух кристаллов, и работают они без выходных, 24 часа в сутки, вот уже третий месяц подряд. Но M1 – совершенно другой чип – о котором пока известно немногое, хотя даже того, что о нем сообщили, достаточно, чтобы понять: в индустрии персональных компьютеров начинается новая эпоха, и через год или полтора её будет не узнать.
Но о будущем мы поговорим как-нибудь в другой раз. Разберемся с тем, что уже известно об M1. Первом чипе из семейства Apple Silicon, которое больше не секретно.
Зачем нужен процессор Apple M1?
В 2005 году, объясняя тем, кто привык презирать и ненавидеть Intel-процессоры, странное решение заменить в Mac’ах PowerPC на них, Джобс сослался на показатель, о котором из его слушателей, похоже, никто и никогда не слышал – «производительность на Ватт», и по которому лучшие из серийно производимых PowerPC в разы уступали процессорам от Intel. Речь шла об Intel-процессорах с архитектурой Core, но об этом Стив промолчал.
Чип M1 потребляет всего 25% энергии в сравнении с Intel при более высокой мощности
А на презентации 10 ноября про «производительность на Ватт» вспомнил Джони Сруджи, старший вице-президент Apple по платформам (возглавляющий разработку всех яблочных чипов): За 15 лет (с 2005 года) этот показатель у Intel увеличился, но незначительно. M1 с первого дня превосходит Intel по этому показателю как минимум в два раза. На достижение предельной для Intel-PC производительности M1 потребляет в четыре раза меньше энергии, и для M1 это далеко не предел.
M1, как и A14, состоит из тех же элементов – центрального, графического и нейронного процессоров. Последний, видимо, у них тот же: в персональных компьютерах ничего даже близкого по возможностям еще не было
Зато центральный и графический процессоры, у которых в персональных компьютерах и нагрузка посерьезнее, и круг задач шире – превосходят ноутбуки с Intel внутри. M1, как и другие чипы из семейства «M», о которых еще неизвестно, разрабатываются с нуля, с учетом особенностей места, в котором им предстоит работать. Самые быстрые и мощные ядра в центральном процессоре, как производительные так и энергосберегающие. Самый мощный встроенный графический процессор в мире.
Оперативная память в чипе Apple M1
M1 и компьютеры, использующие его, мы обязательно разберем «по косточкам», но кое-о-чем нужно сказать уже сейчас, чтобы не возникало недоразумений: в яблочных чипах оперативная память управляется и используется иначе, чем в процессорах от Intel. И то, что размер оперативной памяти в M1-компьютерах ограничен 16 гигабайтами – нормально. В Mac на Apple Silicon цена гигабайта значительно выше, чем в устройствах с чипами от Intel или Qualcomm.
Корректно ли сравнивать 16 ГБ в M1 с 32 или 64 гигабайтами в других устройствах, я не знаю, нужно пробовать – но в iPhone и в iPad соотношение примерно такое. «Обменный курс» неизвестен, он зависит от того, для чего используется устройство.
В теории 16 ГБ ОЗУ в M1 должно хватать даже на самые требовательные задачи. Но посмотрим
Предлагаем подписаться на наш канал в «Яндекс.Дзен». Там вы сможете найти эксклюзивные материалы, которых нет на сайте.
Характеристики Apple M1
Заявленные 10 ноября технические параметры системы-на-чипе M1 и компьютеров, в которых она используется, слишком хороши чтобы быть правдой? Что-то наверняка преувеличено, но в рамках приличий. Не принципиально и не радикально. Хотя если посмотреть на бенчмарки… они не обманули.
MacBook Air на M1 легко оставил позади Mac Pro «ведро» и 16-дюймовый MacBook Pro
Даже в режиме эмуляции с помощью Rosetta 2 новые Mac быстрее, чем их сородичи на Intel
Уже сейчас Mac на M1 можно заказать (в том числе в России), их уже подвергли испытаниям, и они действительно оказались хороши. В том числе Mac mini, который в чем-то превзошел сам Mac Pro.
За оставшийся месяц Apple надеется продать 2,5 миллиона Mac на M1. Что-то мне подсказывает, что у них получится.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Лонгриды для вас
Ваш старый iMac может работать в 10 раз быстрее. Рассказываем, как этого добиться с минимальными затратами, и что даёт замена HDD на SSD в iMac.
Несмотря на то, что доля Windows компьютеров на рынке значительно больше Mac, каждый год некоторые пользователи выбирают их в качестве нового основного устройства. О том, с чем может столкнуться владелец MacBook читайте в нашей статье.
В этом году Apple должна выпустить новый Mac mini, в основу которого ляжет процессор M1X. Он будет во всём лучше своего предшественника, но, скорее всего, не совсем таким, каким многие его ждут
Название заявляет про подробный разбор, но ничего нового относительно предыдущих статей не написано. Даже если Apple слегка преувеличила производительность процессора, цифры все равно впечатляют, хоть на два делите, но такое преувеличение было бы уже слишком. В портативных устройствах производительность на ватт и низкое тепловыделение действительно важны. Но для стационарных решений — только вычислительная мощность. Так что вся интрига на мойвзгляд в iMac и Mac Pro. Хотя мощность Mac mini конечно обнадеживает.
Источник
