Apple M1 e suas perspectivas para o futuro da computação no Mac da Apple

Em junho deste ano, a Apple anunciou seu plano de fazer a transição de sua linha de Mac para o silício da Apple - abandonando a Intel, sua fornecedora de SoC para Macs desde 2006. Uma transição que levaria dois anos, de acordo com o gigante de Cupertino, e estabelecerá um arquitetura que capacitaria ainda mais os desenvolvedores de aplicativos a escrever e otimizar aplicativos para todo o ecossistema. Comprometendo-se com sua promessa, alguns meses depois, ontem, no evento ' One More Thing ', a empresa apresentou sua mais recente linha de Macs alimentados por silício (M1) da Apple. Aqui está um olhar mais atento a todos os detalhes essenciais sobre o chip M1 baseado em ARM personalizado da Apple e quais seus meios para a computação nos Macs nos anos seguintes.

O caminho da Apple para SoCs personalizados

Para fornecer algumas informações sobre a proeza da Apple em projetar SoCs personalizados, a gigante da tecnologia tem um total de seis séries até agora. Esses incluem:

eu. Série A : para iPhone, iPad e (certos) modelos de iPod
ii. Série S : usado no Apple Watch
iii. T-series : responsável por gerenciar SMC e TouchID, basicamente um chip de segurança para computadores Mac
4. Série W : chip de conectividade, usado em AirPods e Apple Watch
v. Série H : usado especificamente em produtos de áudio (AirPods e Powerbeats)
vi. Série U : chip com capacidade de banda ultralarga encontrado no novo iPhone e Apple Watch

A série M é a mais recente a ser adicionada à família de SiP (sistemas em um pacote) da Apple, sendo o M1 o primeiro SoC da linha para alguns de seus computadores Mac. Até agora, a letra ' M ' era designada pela Apple para seus coprocessadores de movimento usados ​​para coletar dados de sensores integrados em iPhones e iPads.

Especificações e detalhes do Apple M1

O Apple M1 é o primeiro SoC (sistema em um pacote) baseado em ARM projetado pela Apple. Ele é construído no nó de 5 nm da TSMC e atualmente alimenta o Mac mini, MacBook Air e o MacBook Pro (13″). Para lhe dar algum contexto, o mais recente processador da Apple para o iPhone, o A14, também é construído no nó de 5 nm da TSMC. A Apple afirma que o M1 é o primeiro chip de computador comercial construído usando o processo de 5 nm e diz que contém impressionantes 16 bilhões de transistores.

Até agora, Macs e PCs vinham empacotando uma infinidade de chips para diferentes necessidades de processamento e conectividade, como CPU, E/S, segurança, memória e muito mais. No entanto, com o M1, a Apple pretende mudar essa prática com uma abordagem mais compacta e tudo-em-um que integra todos os elementos para oferecer um pacote mais eficiente e poderoso. Ao fazer isso, a empresa pretende tornar mais fácil para o sistema utilizar todos os vários recursos necessários para diferentes operações de um único pool dentro do pacote. E, por sua vez, oferecem um desempenho completo fora da máquina (ela está instalada) com maior eficiência.

CPU, GPU e Neural Engine

Falando da arquitetura em si, o M1 incorpora quatro núcleos de desempenho e quatro núcleos de alta eficiência, que em teoria, afirmam oferecer um desempenho equilibrado nos computadores. Além da CPU, a GPU no M1 também possui algumas especificações promissoras. Ele vem com oito núcleos que prometem entregar 2,6 teraflops de taxa de transferência, de acordo com a Apple.

A Apple tem aderido ao Neural Engine no lado móvel das coisas para oferecer todos os recursos de processamento para o desempenho do aprendizado de máquina (ML). Com o M1, ele está elevando as coisas e oferecendo uma arquitetura de 16 núcleos que afirma oferecer 11 trilhões de operações por segundo, o que permite um processamento mais rápido em tarefas como processamento de imagem, reconhecimento de voz e análise de vídeo.

Enclave seguro e ISP

Além das três entidades principais, o M1 também incorpora o enclave seguro para proteger os dados do usuário e lidar com todas as operações de segurança. E com isso, também possui um processador de sinal de imagem (ISP), que possibilita vídeo de alta qualidade com melhor faixa dinâmica e balanço de branco.

Significado das especificações e detalhes do Apple M1

Bem, pelo menos por enquanto, até que os Macs recém-anunciados sejam lançados, temos que nos ater às reivindicações da Apple, apresentadas no evento ao vivo.

Aqui está o que a gigante da tecnologia tinha a dizer com base em todo o poder de processamento que suporta o processador: “O M1 oferece desempenho de CPU até 3,5x mais rápido, desempenho de GPU até 6x mais rápido e aprendizado de máquina até 15x mais rápido, tudo isso enquanto aumenta a vida útil da bateria até 2x mais do que os Macs da geração anterior. ”

O gráfico de desempenho para potência que a empresa usou para tirar a conclusão - desempenho de CPU até 2x mais rápido, com desempenho máximo em apenas 25% da potência - parece vago devido à falta de escala de referência. Mas, como já mencionado, essas são, é claro, apenas alegações apresentadas pela Apple, então precisamos levá-las com um grão de sal. Pois, como não há distinções claras feitas aqui em quais dispositivos/chipsets a empresa empilhou o M1 para extrair esses números, temos que esperar e ver como o processador se comporta nas operações do dia-a-dia. E é só então que saberemos se essas alegações estão em teoria e justificam os números que a Apple alega.

M1 + Big Sur = melhor desempenho e eficiência?

A próxima atualização do sistema operacional da Apple para o Mac, o macOS Big Sur, foi apresentada na WWDC 2020 no início deste ano. E enquanto outros sistemas operacionais anunciados no evento - iOS, iPadOS, watchOS, foram lançados ao público, o macOS Big Sur foi adiado para um lançamento posterior. Em retrospecto, isso parece um movimento deliberado da Apple, pois parece que eles estão comprando algum tempo e queriam que seu hardware Mac mais recente fosse os primeiros dispositivos a executar o Big Sur.

De acordo com a Apple, o macOS Big Sur foi projetado para aproveitar todos os recursos de processamento do Apple M1 para oferecer uma melhoria no desempenho geral, juntamente com uma maior duração da bateria. Além das mudanças e melhorias de desempenho, o novo SoC também abre portas para uma coleção ainda maior de aplicativos do que antes. Ele permite que os usuários executem aplicativos para iPhone e iPad nativamente em seus computadores Mac, com aplicativos existentes que não foram atualizados para a Universal tendo que recorrer à tecnologia Rosetta 2 da Apple. Para os não iniciados, o Rosetta é um tradutor binário (código-fonte –> conjunto de instruções) que permite que os desenvolvedores de aplicativos executem aplicativos antigos em hardware mais recente até que sejam atualizados. E a versão mais recente do mesmo, Rosetta 2, é o que está incluído no macOS Big Sur para traduzir aplicativos escritos para Macs baseados em Intel para serem executados no novo chip M1 baseado em ARM durante a fase de transição.

Por que mudar para um processador personalizado?

Bem, esta não é a primeira vez que a Apple está abandonando um fabricante de silício para seus computadores Mac. Em 2005, a empresa mudou da IBM (com seu PowerPC G5) para a Intel x86 em favor de um melhor desempenho. O PowerPC foi criado pela aliança AIM criada pela Apple, IBM e Motorola em 1991. Mas como não tinha velocidade e não cumpria os requisitos da Apple, a empresa decidiu abandoná-lo e embarcar com a Intel. Depois disso, a empresa vem usando os processadores da Intel em seus computadores Mac todos esses anos - até junho, quando anunciou seu plano de transição para seu próprio silício personalizado.

Uma das maiores razões por trás da mudança para um SoC personalizado baseado em ARM parece estar fortalecendo o controle sobre o hardware. Embora a Apple possa fazer todas as modificações em seu sistema operacional para aproveitar melhor o hardware de suas máquinas, ainda existem certos elementos que impedem a empresa de utilizar o potencial dos componentes internos – especialmente do processador. Escusado será dizer que isso também se traduz nos aplicativos desenvolvidos para os Macs, que às vezes lutam para entregar ao máximo devido à falta de otimização que os desenvolvedores pretendem empregar.

A mudança para seu próprio hardware personalizado significa que a Apple agora tem controle tanto do hardware quanto do software – algo que deve colocar a empresa em uma posição melhor para fornecer mais de suas máquinas. Um bom exemplo de onde a Apple brilha nesse quesito é com seu iPhone e iPad, que são alimentados pelo próprio silício da empresa e têm seus sistemas operacionais rodando em cima.

Perspectivas futuras da computação para computadores Mac

Com a Apple se apoderando de toda a vertical – hardware e software – há muito poucas coisas que podem ir contra a vontade da Apple. Pois, como não há dependência de terceiros para o SoC, a Apple não está restrita a nenhuma limitação do hardware que a impeça de aproveitar todos os seus recursos para implementar determinados recursos ou funcionalidades nos Macs. Portanto, eles são livres para usar o hardware de acordo com seus requisitos e, de fato, tirar o máximo proveito dele.

Uma das maiores aplicações dessa implementação que podemos ver imediatamente é a capacidade dos novos Macs de executar aplicativos nativos para iPhone e iPads, o que não era possível anteriormente com máquinas com tecnologia Intel. E como esses aplicativos agora são universais, há muito pouca ou nenhuma tradução de código-fonte envolvida.

Além disso, com base no que a Apple apresentou durante o evento, a mudança para um chip M1 personalizado também permitirá que uma ampla gama de usuários (desde codificadores a profissionais criativos) obtenha a melhor experiência de seu Mac. Para analisar alguns números, a Apple diz que o novo MacBook Pro de 13 polegadas, equipado com chip M1, pode criar código no Xcode até 2,8 vezes mais rápido; crie cenas de jogos complexas no Unity Editor até 3,5 vezes mais rápido; execute tarefas de ML no Create ML até 11x mais rápido; renderize um título 3D complexo no Final Cut Pro X até 5,9 vezes mais rápido e reproduza vídeo 8K ProRes no DaVinci Resolve sem perder nenhum quadro. Da mesma forma, com o novo MacBook Air, a Apple oferece suporte para reprodução e edição de vídeo 4K ProRes no Final Cut Pro, o que parece muito exigente em uma máquina sem ventiladores. Mas, se seguirmos as alegações da Apple para o chip M1, tais alegações certamente não podem ser ignoradas imediatamente.

Falando sobre as desvantagens da transição, bem, é muito cedo para dizer quais problemas ou obstáculos podem surgir devido à mudança para o SoC personalizado. Além de problemas de compatibilidade com o aplicativo mais antigo, ou certas limitações que podem ser impostas no início da fase de transição, que podem tirar o controle das mãos dos usuários, ou algumas falhas triviais aqui e ali, as vantagens parecem superar as desvantagens - pelo menos por enquanto.

Macs com tecnologia Apple M1

Até agora, temos três novos Macs: Mac mini, MacBook Air e MacBook Pro executando o novo chip M1 baseado em ARM, com o iMac, iMac Pro e Mac Pro ainda aguardando a transição. O Mac mini custa a partir de US$ 699 (Rs 84.900), enquanto o MacBook Air e o MacBook Pro (13″) custam US$ 999 (Rs 92.900) e US$ 1.299 (Rs 1.22.900), respectivamente.

Com base no que os números sugerem (e se eles se traduzirem em uma melhoria no desempenho geral e na eficiência), podemos esperar que os desktops da Apple mudem para o M1 nos próximos meses ou talvez anos, já que a Apple já declarou que espera fazer a transição de todos os seus Macs da Intel para seus próprios processadores nos próximos dois anos.