Новые Маки на новых чипах будут рассчитаны для профессионалов. Вероятно, это будет новый MacBook Pro на 16 дюймов и iMac на 32 дюйма. Ждем презентацию WWDC 2021.
Почему процессоры Apple M1 такие быстрые
В конце 2020 года Apple выпустили первую линейку ноутбуков на собственном процессоре M1. Это было большое событие, потому что:
- Процессоры Intel к этому моменту морально устарели.
- В линейке ноутбуков Apple не было ничего нового уже года два.
- Первые тесты показали, что компьютеры на M1 очень быстрые и энергоэффективные.
Давайте разберёмся, в чём магия процессора M1 и стоит ли сейчас рассматривать его как рабочий инструмент. Стоит ли переходить на ноутбуки с процессорами Apple сейчас или в ближайшее время?
Эта статья — разбор видеоролика, который вышел на канале Engadget. Если знаете английский, лучше посмотрите видео, а если нет — читайте нашу короткую версию.
Архитектуры процессора
У процессоров есть понятие архитектуры: как в нём всё устроено, как двигаются сигналы, в каком порядке и кем обрабатываются инструкции.
👉 Архитектура процессора похожа на устройство студенческого общежития. Представьте, что у вас на этаже живёт 100 студентов: мальчиков и девочек. Каждое утро им нужно одновременно встать, сходить в туалет, умыться и спуститься на лифте в столовую. Как организовать лифты, санузлы и комнаты, чтобы минимизировать заторы? При этом есть физические ограничения: не больше какого-то количества санузлов и только одна лифтовая шахта. В зависимости от того, как вы скомпонуете санузлы и лифты, у вас в общежитии по утрам будет либо свободно, либо час пик.
Похожая проблема у разработчиков процессоров: у них есть команды разного типа, которые нужно отдавать разным обработчикам. Каждый обработчик занимает место, это место ограничено. И нужно так разложить процессор, чтобы не было заторов, но при этом сэкономить место.
За годы существования микропроцессоров придумали много процессорных архитектур, самые распространённые среди них — RISC и CISC.
Новые Маки на новых чипах будут рассчитаны для профессионалов. Вероятно, это будет новый MacBook Pro на 16 дюймов и iMac на 32 дюйма. Ждем презентацию WWDC 2021.
По канонам мобильных процессоров
Первое. Это десктопный чип, созданный по принципам мобильных процессоров.
М1 — это система на кристалле (SoC). Всё, что в других десктопных системах, разбросано по материнской плате в виде отдельных чипов в М1 располагается на одном маленьком кусочке кремния.
Так на одном кристалле М1 удалось разместить, огромное количество различных компонентов:
- Центральный и графический процессоры
- Нейропроцессор
- Систему ввода/вывода
- Контроллер Thunderbolt
- Систему безопасности, которая раньше была в чипе T2
- Сигнальный процессор для обработки фото и видео
- И много всего другого.
Такой подход, позволил сэкономить кучу места и энергии, потому как один чип, при прочих равных, всегда будет кушать меньше энергии, чем несколько.
Дальше. Как и A14 Bionic, М1 создан по передовому 5 нм техпроцессу и вмещает 16 миллиардов транзисторов! Это делает систему Apple еще более компактной и энергоэффективной. Напомню, что Intel по-прежнему топчется на 10 и 14 нм, а AMD пока что остановились на 7 нм.
Супер интегрированность компонентов
Следующая необычная штука — интегрированность. Что я имею в виду? В плане интеграции разных компонентов между собой Apple пошли еще дальше, чем в своих мобильных процессорах.
Например, оперативную память они расположили под одной крышкой с основным кристаллом.
В результате чего, все компоненты однокристальной системы имеют быстрый доступ к одним и тем же данным и нет необходимости лишний раз копировать и перемещать данные на разные участки памяти. Это сильно уменьшает задержки и ускоряет систему в целом.
Но вы поняли, что с апгрейдом тут все будет еще сложнее чем в прошлых Mac’ах! Да и максимальная комплектация всего с 16 ГБ оперативки. Как-то не PROшненько.
При этом плюсом является то, что за счет плотной интеграции системы, софта и памяти, Apple может максимально задействовать мощности всех компонентов M1 для одновременных вычислений.
Например, в обработке нейронных вычислений одновременно участвует не только нейропроцессор, но и графический.
И раз уж мы заговорили о нейромодуле. Он тут аж шестнадцатиядерный, да и вообще это первый действительно мощный нейронный процессор, для ноутбуков и ПК.
А также в два раза подросла скорость и без того быстрых SSD за счёт нового контроллера, и скорее всего, отчасти из-за перехода на PCI-Express 4.
Мы уже видели, что A14 работает превосходно и побеждает решения Intel. А новый чип М1 должен оказаться еще лучше. Apple утверждает, что M1 – самый быстрый процессор в мире. С учетом отставания А14 только от новейших чипов AMD Zen 3 и работу ядер Firestorm в M1 на повышенной частоте, увеличенного на 50% кэша L2 можно в это утверждение верить.
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.
Да и немного обидно, что дизайн вообще никак не обновили. MacBook Pro так вообще миллиметр в миллиметр совпадает со своей Intel-версией. Впрочем есть и возможное объяснение — не придется делать новые аксессуары.
Выбор стратегии развития
Сегодня для отрасли наступают важные времена, так как Apple A14 явно может показать производительность выше, чем предложения Intel. Такая траектория развития решений Apple неуклонно формировалась на протяжении многих лет. За последние 5 лет Intel улучшила однопоточную производительность примерно на 28%, тогда как Apple смогла обеспечить улучшение на 198% или почти в 3 раза. Именно настолько актуальный чип быстрее Apple A9 2015 года. Верное следование выбранному курсу и безупречное исполнение своих решений – вот что сделало Apple Silicon реальностью. Любой, взглянув на график превосходства, поймет, что у Apple просто не было другого выбора, кроме как отказаться от Intel и архитектуры x86 в пользу другой микроархитектуры и собственного решения. Сохранение прежнего курса означало бы стагнацию и ухудшение возможностей продуктов. Решение о переходе – большой риск для Apple, но потенциал для роста явно есть.
Мы уже видели, что A14 работает превосходно и побеждает решения Intel. А новый чип М1 должен оказаться еще лучше. Apple утверждает, что M1 – самый быстрый процессор в мире. С учетом отставания А14 только от новейших чипов AMD Zen 3 и работу ядер Firestorm в M1 на повышенной частоте, увеличенного на 50% кэша L2 можно в это утверждение верить.
Внедрение еще одной части процесса разработки оборудования внутри компании даст Apple еще больше возможностей для оптимизации своих компьютеров. Недаром знаменитый ученый Алан Кей говорил, что компания, серьезно относящаяся к своему программному обеспечению, должна создавать для него собственное железо. Можно дополнить эту фразу так: серьезно относящаяся к аппаратному и программному обеспечению компания должна создавать и собственные чипы.
А первыми компьютерами Mac с процессором M1 стали 13-дюймовый MacBook Air без вентилятора, 13-дюймовый MacBook Pro и, что неожиданно, новый Mac mini.
Чип Apple Silicon M1
Летом 2020 года на WWDC Apple поведала о своих планах отказаться от решений Intel в линейке Mac. А ведь сотрудничество длилось еще с 2006 года! Стив Джобс и Пол Отеллини (CEO Intel) тогда вместе анонсировали сделку между Apple и Intel.
Переход на Apple Silicon будет похож на ситуацию с iPhone и iPad, в которых используются собственные процессоры компании с маркировкой А. Стоит ожидать на Mac улучшенной оптимизации как операционной системы, так и программ – производитель получил больше возможностей контролировать совместимость железа и софта.
Использование Apple Silicon на Mac означает, что теперь там в теории можно будет запускать приложения для iPhone и iPad. И хотя непонятна еще реакция разработчиков, стоит ожидать появления в Mac App Store проверенных мобильных хитов. Вот с чем смогут работать новые Mac:
- Приложения для iPhone и iPad на Mac, установленные через Mac App Store
- Эмулятор Rosetta 2 позволит запускать приложения, созданные для компьютеров Intel Mac, на Apple Silicon. По утверждениям Apple иногда приложения будут лучше работать с Rosetta и M1, чем с Intel.
- Универсальные приложения – это приложения, созданные для процессоров Apple Silicon и Intel, которые можно загрузить из Mac App Store или из Интернета.
Когда компания Apple объявила о выпуске нового процессора M1 во время специального мероприятия «One more thing» в Apple Park, было заявлено о первом чипе, разработанном специально для Mac.
Он построен с использованием 5-нанометровой технологии и обладает 16 миллиардами транзисторов. Apple заявляет, что M1 был разработан для систем Mac, в которых критически важны малый размер и энергоэффективность.
К тому же M1 обеспечивает лучшую в отрасли производительность на ватт мощности. Вот почему первые модели MacBook Air и MacBook Pro с Apple Silicon смогут предложить заметные улучшения по времени автономной работы по сравнению с их предшественниками на базе Intel.
Основным способом увеличения производительности в современных процессорах стало наращивание ядер. Каждое ядро является микропроцессором, который работает самостоятельно, читая и исполняя инструкции.
Послесловие
Можно не сомневаться в том, что M1 — лишь первый чип из линейки Apple Silicon. Он разработал для портативных систем, и хочется верить, что серьезные компьютеры компании получат еще более «злое» решение с существенным скачком в производительности не только на каждый Вт, но и в целом.
Есть даже мысль, что буква «M» в названии расшифровывается как «Mobile» — чип для мобильных компьютеров. Быть может, следующим в линейке станет система D1, где «D» — «Desktop». Тем не менее, пока это — лишь мысль, которая появилась в рамках рассуждений на тему M1 во время записи тематического подкаста.
