Apple M1 и его перспективы для будущих вычислений на Apple Mac

Ранее в июне этого года Apple объявила о своем плане перевести свою линейку Mac на кремний Apple, отказавшись от Intel, поставщика SoC для компьютеров Mac с 2006 года. По словам гиганта из Купертино, этот переход займет два года и архитектура, которая позволит разработчикам приложений лучше писать и оптимизировать приложения для всей экосистемы. Выполняя свое обещание, несколько месяцев спустя, вчера, на мероприятии One More Thing , компания представила свою последнюю линейку Mac на базе кремния Apple (M1). Вот более пристальный взгляд на все важные подробности о специальном чипе Apple M1 на базе ARM и о том, что он означает для вычислений на Mac в последующие годы.

Дорога Apple к нестандартным SoC

Чтобы дать вам некоторое представление о мастерстве Apple в разработке пользовательских SoC, у технологического гиганта на данный момент есть шесть серий. Это включает:

я. Серия A : для iPhone, iPad и (некоторых) моделей iPod
II. S-серия : используется в Apple Watch
III. T-серия : отвечает за управление SMC и TouchID, в основном чип безопасности для компьютеров Mac.
IV. W-серия : микросхема подключения, используемая в AirPods и Apple Watch.
v. Серия H : специально используется в аудиопродуктах (AirPods и Powerbeats).
ви. U-серия : чип с поддержкой сверхширокополосного доступа, обнаруженный в новых iPhone и Apple Watch

Серия M является последней, добавленной в семейство SiP (системы в пакете) Apple, при этом M1 является первой SoC в линейке для некоторых компьютеров Mac. До сих пор буквой « M » Apple обозначала свои сопроцессоры движения, используемые для сбора данных со встроенных датчиков на iPhone и iPad.

Технические характеристики Apple M1 и подробности

Apple M1 — первая SoC (система в корпусе) на базе ARM, разработанная Apple. Он построен на 5-нм узле от TSMC и в настоящее время используется в Mac mini, MacBook Air и MacBook Pro (13″). Чтобы дать вам некоторый контекст, последний процессор Apple для iPhone, A14, также построен на 5-нм узле TSMC. Apple утверждает, что M1 является первым коммерческим компьютерным чипом, созданным с использованием 5-нанометрового техпроцесса, и говорит, что он содержит поразительные 16 миллиардов транзисторов.

До сих пор компьютеры Mac и ПК содержали множество микросхем для различных потребностей в обработке и подключении, таких как ЦП, ввод-вывод, безопасность, память и многое другое. Однако с M1 Apple стремится изменить эту практику с помощью более компактного и универсального подхода, который объединяет все элементы вместе, чтобы предложить более эффективный и мощный пакет. Таким образом, компания стремится облегчить системе использование всех различных ресурсов, необходимых для различных операций, из единого пула в пакете. И, в свою очередь, обеспечивают всестороннюю производительность машины (на которой она установлена) с повышенной эффективностью.

ЦП, ГП и нейронный движок

Говоря о самой архитектуре, M1 включает в себя четыре высокопроизводительных ядра и четыре высокоэффективных ядра, которые теоретически обеспечивают сбалансированную производительность компьютеров. Помимо процессора, у M1 есть несколько многообещающих характеристик и у графического процессора. По словам Apple, он поставляется с восемью ядрами, которые обещают обеспечить пропускную способность 2,6 терафлопс.

Apple придерживается Neural Engine на мобильных устройствах, чтобы предложить все вычислительные ресурсы для производительности машинного обучения (ML). С M1 он поднимается на ступеньку выше и предлагает 16-ядерную архитектуру, которая, как утверждается, обеспечивает 11 триллионов операций в секунду, что обеспечивает более быструю обработку таких задач, как обработка изображений, распознавание голоса и анализ видео.

Безопасный анклав и интернет-провайдер

Помимо трех основных объектов, M1 также включает безопасный анклав для защиты пользовательских данных и выполнения всех операций безопасности. Кроме того, он оснащен процессором сигналов изображения (ISP), который обеспечивает высококачественное видео с улучшенным динамическим диапазоном и балансом белого.

Значение спецификаций и деталей Apple M1

Что ж, по крайней мере, пока, пока не появятся недавно анонсированные Mac, мы должны придерживаться заявлений Apple, представленных на живом мероприятии.

Вот что технический гигант должен был сказать, основываясь на всей вычислительной мощности процессора: « M1 обеспечивает до 3,5 раз более высокую производительность процессора, до 6 раз более высокую производительность графического процессора и до 15 раз более быстрое машинное обучение, и все это позволяет увеличить время автономной работы. в 2 раза дольше, чем у компьютеров Mac предыдущего поколения. ”

График «производительность-мощность», который компания использовала для того, чтобы сделать вывод — до 2 раз более высокая производительность ЦП с пиковой производительностью всего на 25% мощности — кажется расплывчатым из-за отсутствия эталонной шкалы. Но, как уже упоминалось, это, конечно, просто претензии, выдвинутые Apple, поэтому нам нужно воспринимать их с долей скептицизма. Ибо, поскольку здесь нет четких различий в отношении того, с какими устройствами/чипсетами компания сталкивала M1, чтобы извлечь эти цифры, нам нужно подождать и посмотреть, как процессор работает в повседневных операциях. И только тогда мы узнаем, верны ли эти утверждения в теории и оправдывают ли цифры, которые заявляет Apple.

M1 + Big Sur = улучшенная производительность и эффективность?

Следующее обновление операционной системы Apple для Mac, macOS Big Sur, было представлено на конференции WWDC 2020 в начале этого года. И в то время как другие операционные системы, анонсированные на мероприятии — iOS, iPadOS, watchOS, были выпущены для публики, выпуск macOS Big Sur был отложен до более позднего выпуска. Оглядываясь назад, это кажется преднамеренным шагом со стороны Apple, поскольку кажется, что они выиграли некоторое время и хотели, чтобы их новейшее оборудование Mac стало первым устройством, работающим под управлением Big Sur.

Согласно Apple, macOS Big Sur спроектирована так, чтобы использовать все вычислительные возможности Apple M1 для повышения общей производительности, а также увеличения времени автономной работы. Помимо изменений и улучшений производительности, совершенно новая SoC также открывает двери для еще более широкой коллекции приложений, чем раньше. Это позволяет пользователям запускать приложения для iPhone и iPad изначально на своих компьютерах Mac, при этом существующие приложения, которые не были обновлены до Universal, вынуждены прибегать к технологии Apple Rosetta 2. Для непосвященных: Rosetta — это двоичный транслятор (исходный код -> набор инструкций), который позволяет разработчикам приложений запускать старые приложения на новом оборудовании до тех пор, пока они не будут обновлены. И последняя версия для того же, Rosetta 2, — это то, что включено в macOS Big Sur для перевода приложений, написанных для компьютеров Mac на базе Intel, для работы на новом чипе M1 на базе ARM на этапе перехода.

Зачем переходить на пользовательский процессор?

Что ж, это не первый раз, когда Apple отказывается от производителя кремния для своих компьютеров Mac. Еще в 2005 году компания перешла от IBM (со своим PowerPC G5) к Intel x86 в пользу лучшей производительности. PowerPC был создан альянсом AIM, созданным Apple, IBM и Motorola в 1991 году. Но поскольку ему не хватало скорости и он не соответствовал требованиям Apple, компания решила отказаться от него и присоединиться к Intel. После этого компания все эти годы использовала процессоры Intel на своих компьютерах Mac — до июня, когда объявила о своем плане перехода на собственный кремний.

Одной из главных причин перехода на собственную SoC на базе ARM, по-видимому, является усиление контроля над оборудованием. Хотя Apple может вносить все изменения в свою операционную систему, чтобы получить больше от аппаратного обеспечения на своих машинах, все же есть определенные элементы, которые мешают компании использовать потенциал внутренних компонентов, особенно процессора. Излишне говорить, что это также относится к приложениям, разработанным для компьютеров Mac, которые иногда с трудом реализуются в полной мере из-за отсутствия оптимизации, которую намерены использовать разработчики.

Переход на собственное аппаратное обеспечение означает, что Apple теперь контролирует как оборудование, так и программное обеспечение, что должно улучшить положение компании, чтобы получить больше от своих машин. Хорошим примером того, где Apple блистает в этом отношении, являются ее iPhone и iPad, которые работают на собственном кремнии компании и имеют свои операционные системы, работающие поверх них.

Будущие перспективы вычислений для компьютеров Mac

Поскольку Apple завладела всей вертикалью — аппаратным и программным обеспечением — мало что может пойти против воли Apple. Поскольку SoC не зависит от третьей стороны, Apple не ограничена какими-либо аппаратными ограничениями, которые мешают ей использовать все свои возможности для реализации определенных функций или функций на компьютерах Mac. Таким образом, они могут свободно использовать аппаратное обеспечение в соответствии со своими требованиями и фактически получать от него максимальную отдачу.

Одно из самых больших применений этой реализации, которое мы можем увидеть сразу, — это способность новых компьютеров Mac запускать родные приложения для iPhone и iPad, что раньше было невозможно на машинах с процессорами Intel. А поскольку эти приложения теперь являются универсальными, перевод исходного кода практически не требуется.

Более того, судя по тому, что Apple представила на мероприятии, переход на специальный чип M1 также позволит широкому кругу пользователей (от программистов до творческих профессионалов) получить наилучшие впечатления от своего Mac. Чтобы пробежаться по некоторым цифрам, Apple говорит, что совершенно новый 13-дюймовый MacBook Pro, оснащенный чипом M1, может создавать код в Xcode до 2,8 раз быстрее; создавайте сложные игровые сцены в редакторе Unity до 3,5 раз быстрее; выполнять задачи машинного обучения в Create ML до 11 раз быстрее; рендеринг сложных 3D-титров в Final Cut Pro X до 5,9 раз быстрее и воспроизведение видео 8K ProRes в DaVinci Resolve без потери кадров. Точно так же в новом MacBook Air Apple поддерживает воспроизведение и редактирование видео 4K ProRes в Final Cut Pro, что звучит слишком требовательно для машины без вентиляторов. Но, если исходить из претензий Apple к чипу M1, такие претензии, конечно, нельзя сразу игнорировать.

Говоря о недостатках перехода, пока рано говорить о том, какие проблемы или препятствия могут возникнуть из-за перехода на кастомную SoC. Если не считать проблем совместимости со старым приложением или определенных ограничений, которые могут быть наложены на ранней стадии перехода, которые могут отнять управление у пользователей, или некоторых тривиальных недостатков здесь и там, преимущества, похоже, перевешивают недостатки — по крайней мере. на данный момент.

Mac на базе Apple M1

На данный момент у нас есть три новых компьютера Mac: Mac mini, MacBook Air и MacBook Pro с совершенно новым чипом M1 на базе ARM, а iMac, iMac Pro и Mac Pro все еще ожидают перехода. Mac mini стоит от 699 долларов (84 900 рупий), а MacBook Air и MacBook Pro (13 дюймов) — 999 долларов (92 900 рупий) и 1299 долларов (1 22 900 рупий) соответственно.

Основываясь на том, что предполагают цифры (и если они означают улучшение общей производительности и эффективности), мы можем ожидать, что настольные компьютеры Apple перейдут на M1 в ближайшие месяцы или, возможно, годы, поскольку Apple уже заявила, что ожидает перевести все свои компьютеры Mac с процессоров Intel на собственные процессоры в течение следующих двух лет.