Apple m1 архитектура arm

Чем хороши процессоры Apple ARM [M1, M2 и выше] – преимущества и недостатки

Чипсеты Apple на базе ARM уже не новинка. M1 был выпущен больше двух лет назад, и к этому моменту все хорошо знают, насколько мощным и революционным он был на самом деле.

Этот конкретный SoC (не говоря уже о последующих) подтолкнул Intel и AMD так, как никто и не ожидал, и в результате мы, конечные потребители, получили большую выгоду.

Обеим компаниям пришлось приложить большие усилия, чтобы не остаться в грязи. Их последние процессоры (Raptor Lake и Ryzen 7000, соответственно) как бы рассказывают всю историю. Они более продвинуты и намного мощнее своих предшественников.

Intel пошла по пути повышения производительности: более высокие значения TDP и новая гибридная архитектура x86.

AMD, с другой стороны, больше внимания уделила эффективности и предоставлению лучшей в своём классе интегрированной графики.

Покупатели теперь сталкиваются с множеством вариантов, каждый из которых имеет свои уникальные плюсы и минусы.

Чипсеты Apple по-прежнему занимают лидирующие позиции, когда речь идёт о производительности на ватт, но , честно говоря, они имеют ряд ограничений и недостатков, о которых покупатели должны знать.

Демонстрация причудливых графиков и результатов тестов – это здорово, но это не рисует всей картины.

SoC от Apple могут быть самыми впечатляющими с технологической точки зрения, но они также имеют уникальные ограничения, с которыми Intel и AMD не приходится иметь дело.

Для некоторых это незначительное препятствие и незначительный компромисс. Для других это абсолютная причина для отказа от сделки.

Цель этой статьи – дать вам подробное изложение многих плюсов и минусов, которые предлагает собственный кремний Apple, а также особенности и препятствия, с которыми вам придётся столкнуться, если вы купите MacBook на базе ARM (или любой новый компьютер Mac, если уж на то пошло).

Начнём с хорошего:

Apple M1 и M2 – самые большие преимущества

Удивительно мощный SoC

Говоря просто, SoC Apple M1 и M2 впечатляют. Это своего рода технологический прорыв, которого мы все ждали.

И, конечно же, эта новая технология приносит с собой множество небольших причуд и проблем, но это компромиссы, которые мы готовы принять и с которыми справляемся в любой день недели.

Мы уже рассказывали о впечатляющем кремнии Apple в прошлом, поэтому обязательно прочитайте эти статьи.

Всё это приводит нас ко второму пункту (который не менее важен):

Умопомрачительное время автономной работы

У MacBook от Apple лучшее в своём классе время автономной работы. Звучит как маркетинговая чепуха, но это на самом деле правда.

Ноутбуки на базе M1 и M2 так долго работают без подзарядки, что это почти не поддается логике и здравому смыслу.

Это результат их невероятной эффективности. Системы на кристалле Apple могут обеспечить невероятную производительность при незначительной потребляемой мощности.

M1 и M2 не имеют себе равных в пространстве x86, когда речь идёт об одноядерной и многоядерной производительности в пределах их соответствующих мощностей. Intel может конкурировать на равных, но для этого её процессоры будут потреблять гораздо больше энергии и, соответственно, выделять больше тепла.

MacBook Air может работать более десяти часов без подзарядки. MacBook Pro – до шестнадцати часов.

Теперь, когда дело доходит до измерения времени автономной работы, каждое средство массовой информации, как правило, использует разные методы, поэтому трудно дать какие-либо точные цифры.

Более того, как долго вы сможете работать на своей машине, зависит исключительно от того, насколько вы требовательный пользователь; В любом случае, MacBook на базе ARM от Apple – абсолютные чемпионы, когда речь идёт о выносливости.

Производителен даже при отключении от электросети

Производительность ноутбуков с Windows падает всякий раз, когда они не подключены к сетевой розетке и не переведены в режим «Лучшая производительность». Это не должно вызывать большого удивления: именно тогда они могут потреблять наибольшую мощность и поддерживать максимально возможную тактовую частоту.

MacBook от Apple – исключение из этого (полностью рационального) правила. Их производительность не падает, когда они работают от батареи, а это значит, что вы сможете использовать их огромную мощность и эффективность, где бы вы ни находились.

Рендеринг видео, обработка фотографий в Lightroom, компиляция кода, проработка сложных архитектурных схем – всё это и многое другое можно делать на полной скорости, даже не приближаясь к внешнему источнику энергии.

И именно эта свобода меняет правила игры. Это освобождает, правда.

Вы можете просто забыть о своём зарядном устройстве и отправиться в мир, готовый и желающий делать свою работу наилучшим образом. И с таким невероятным временем автономной работы вы сможете «трудиться» часами, прежде чем получите это ужасное уведомление «Низкий заряд батареи».

Слой эмуляции, который работает

Неоптимизированное программное обеспечение по-прежнему можно использовать на устройствах с кремнием Apple, и чаще всего оно работает и работает на удивление хорошо.

Apple проделала такую блестящую работу, что большинство людей даже не могут сказать, были ли программы, которые они используют, оптимизированы или нет.

Это одна из главных причин, по которой Apple потребовался всего год или около того, чтобы полностью перейти на собственный кремний: весь механизм был запущен только тогда, когда был достаточно прочный фундамент для начала указанного перехода.

Apple не торопилась именно потому, что знала, насколько грандиозным будет это предприятие; Результаты говорят сами за себя.

Как ни странно, вы даже можете установить ARM-версию Windows 11 через Parallels и получить более высокую производительность, чем на Surface Pro X (или любой другой машине с Windows на базе ARM, если уж на то пошло).

Разработчикам это нравится

Все знали, что Apple M1 был «кусочком будущего» в тот самый момент, когда он был анонсирован. И поэтому, естественно, тот факт, что так много разработчиков поспешили портировать своё программное обеспечение, не стал большим сюрпризом.

Прямо сейчас, на момент написания этой статьи, ошеломляющее количество программного обеспечения было полностью оптимизировано для Apple Silicon.

Конечно, есть ещё несколько вопиющих упущений, но ситуация намного лучше, чем кто-либо мог ожидать. Если вы сомневаетесь, проверьте следующую базу данных.

Apple M1 и M2 – самые большие недостатки

Ничто никогда не бывает по-настоящему идеальным, и то же самое касается собственного кремния Apple.

Эта новая архитектура на основе ARM отвечает многим требованиям, но, тем не менее, у неё есть несколько огромных слабостей и недостатков, о которых вы действительно должны знать, прежде чем доставать кошелек и делать какие-либо инвестиции.

Программная совместимость

Ещё многое предстоит сделать, когда дело доходит до совместимости программного обеспечения.

Конечно, ситуация намного лучше, чем ожидалось, но она далека от совершенства. И это понимаешь только когда запускаешь неоптимизированную программу.

Некоторые из них загружаются и работают отлично. Другим требуется пять или даже десять секунд для загрузки.

Весь ваш опыт зависит от программного обеспечения, которое вы используете чаще всего. Если всё это оптимизировано, то у вас будет взрыв. Если нет, вас может ждать разочарование.

Это далеко не идеальная ситуация, но она всё же лучше, чем ожидалось, и буквально улучшается с каждым днём.

В любом случае, это определенно стоит иметь в виду.

Никаких обновлений компонентов

Предусмотрительность при покупке устройства на базе ARM у Apple имеет первостепенное значение, поскольку вы не сможете обновить даже один компонент, если захотите.

Вам обязательно нужно помнить об этом. Просто нет возможности увеличить объём оперативной памяти или хранилища, нет возможности подключить внешний GPU, поменять карту Wi-Fi – это закрытая система.

И поэтому, если вы столкнётесь с каким-либо узким местом в дальнейшем, вам, по сути, придётся продать своё устройство и купить новое – более качественную модель с более высокими характеристиками.

Это… ограничение, если не сказать больше.

Возьмём, к примеру, базовый M1 MacBook Air. Это невероятно дёшево для того, что он предлагает, но как только вы добавите больше ОЗУ и, возможно, удвоите его хранилище, оно внезапно станет неприлично дорогой покупкой (хотя он всё ещё стоит запрашиваемой цены).

Поэтому у вас должно быть полное и полное представление о вашем личном рабочем процессе и о том, может ли какое-либо из этих устройств на базе ARM обеспечить требуемую производительность, чтобы вы не получили недостаточно мощный компьютер.

Вам также следует немного подумать о будущем. Как будет развиваться ваша работа, изменятся ли ваши потребности через несколько лет? Вы согласны хранить большинство своих файлов на внешних SSD?

Хорошо подумайте, прежде чем отправиться в ближайший магазин.

Внешний дисплей

Базовые SoC M1 и M2 поддерживают только один внешний дисплей. В наши дни это кощунственно.

Единственный способ обойти это – купить отдельный сторонний адаптер – решение не элегантное и не дешевое.

M1 Pro и M1 Max поддерживают два и четыре внешних дисплея, соответственно. Это не так уж и впечатляет, учитывая, сколько денег вам придётся потратить, чтобы приобрести ноутбук с одним из этих чипсетов.

Короче говоря, это одна из многих тактик продаж Apple.

Попрощайтесь с играми

Игры никогда не были сильной стороной macOS. Это общеизвестный факт. И хотя технически вы можете играть на Mac с процессором ARM, это не значит, что вы должны.

Это просто не очень приятный опыт. Игры, изначально поддерживающие Apple Silicon, немногочисленны. Имейте в виду, что они существуют, но лишь немногие из них могут быть помечены как релизы AAA.

Если вы увлекаетесь инди – или, что ещё лучше, не против засучить рукава и установить Parallels и/или Crossover – тогда ваш общий опыт может быть немного лучше.

Как бы то ни было, покупка MacBook / Mac Mini / Studio на базе ARM для игровых целей просто плохая.

Что ещё хуже, вы больше не сможете подключать eGPU и играть в своё удовольствие, несмотря на тот факт, что все MacBook на базе ARM имеют поддержку Thunderbolt. Это может измениться в будущем, но вы не должны задерживать дыхание, чтобы это произошло.

Более того, вы даже не можете выполнить двойную загрузку Windows через Boot Camp, так как эта функция полностью исключена.

Запуск Windows через Parallels, хотя, безусловно, возможен (и гораздо более плавный, чем ожидалось), имеет свои собственные ограничения и далеко не столь элегантное решение.

Часто задаваемые вопросы

Давайте рассмотрим несколько возможных вопросов, которые могут у вас возникнуть в связи с этой конкретной темой:

Является ли M2 обновлением по сравнению с M1?

Это более мощный чипсет, и у него есть несколько дополнительных наворотов, но разница в производительности между ним и его предшественником не так велика, как Apple хочет, чтобы вы думали.

Для более глубокого погружения ознакомьтесь со следующей статьей.

Стоит ли покупать М1/М2?

Да! Мы говорим о революционной SoC, которая покорила мир и фактически вывела на рынок чипсеты на базе ARM.

Apple сделала то, что Microsoft много раз пыталась в прошлом (и с треском провалилась), и сделала это с ошеломляющей лёгкостью.

Если вы ищете тонкий и лёгкий ультрабук, способный выжать максимум мощности (без ущерба для времени автономной работы), покупка MacBook M1/M2 определенно должна стать главным приоритетом!

Есть ли альтернатива Apple Silicon?

На самом деле, есть!

Intel и AMD сделали большой шаг вперед – их мобильные процессоры Alder Lake и Ryzen серии 6000 действительно потрясающие (хотя и по совершенно другим причинам).

Конечно, не так всесторонне, как предложения Apple, но у них не так много ограничений, поэтому это может быть выгодным компромиссом в зависимости от вашего варианта использования и общих потребностей.

Источник

Apple анонсировала M1 Pro и M1 Max: гигантские новые SoC на архитектуре ARM с полной производительностью

Сегодняшний основной доклад Apple Mac был очень насыщенным — компания анонсировала новую линейку устройств MacBook Pro на базе двух различных новых SoC в линейке Apple Silicon: M1 Pro и M1 Max.

M1 Pro и Max представляют собой продолжение прошлогоднего M1, процессора Mac первого поколения Apple, который стал первым этапом для Apple в реализации планов по замене процессоров на архитектуре x86 чипами собственного дизайна. M1 был успешным для Apple, продемонстрировав фантастическую производительность при невиданной доселе энергоэффективности на рынке ноутбуков. Хотя M1 достаточно быстрый, это все еще был небольшой SoC. Он предназначался, в первую очередь, для таких устройств, как iPad Pro. Соответственно, у него более низкий TDP, уступающий более производительным и мощным чипам от конкурентов.

Сегодняшние два новых чипа стремятся изменить эту ситуацию. При этом Apple делает все возможное для повышения производительности, увеличивая количество ядер процессора и графического процессора, плюс инвестируя в разработку электронных компонентов. Компания вкладывает в это направление весьма немалые средства.

M1 Pro: 10-ядерный процессор, 16-ядерный графический процессор, 33,7 млрд транзисторов в 245 мм 2

Первым из двух чипов, которые были анонсированы, был M1 Pro. Он стал основой для того, что Apple называет бескомпромиссными SoC для ноутбуков.

Apple начала презентацию с показа корпусировки SoC, M1 Pro сохраняет собственный дизайн корпусировки. Apple корпусирует чип SoC вместе с чипами памяти на одной органической печатной плате, что контрастирует с другими традиционными чипами, такими как AMD или Intel, где используются отдельные модули для DRAM. Подход Apple, вероятно, значительно повышает энергоэффективность и компактность.

Компания рассказала о том, что она удвоила пропускную способность шины памяти для M1 Pro по сравнению с M1. Тем самым завершен переход от 128-битного интерфейса LPDDR4X к новому 256-битному интерфейсу LPDDR5, с заявленной пропускной способностью памяти до 200 ГБ/с. Мы не знаем, является ли эта цифра точной или приблизительной, но стандарт LPDDR5-6400 как раз соответствует 204,8 ГБ/с.

В презентации Apple продемонстрировала снимки как M1 Pro, так и M1 Max, чтобы мы увидели макет чипа и деление на блоки. Начнем с контроллеров памяти, которые теперь в углах SoC, а не по краям, как на M1. Из-за увеличенной ширины интерфейса контроллеры памяти стали занимать довольно большую часть SoC. Еще более интересным является тот факт, что Apple теперь, по-видимому, использует два блока кэша системного уровня (SLC) непосредственно за контроллерами памяти.

Блоки кэша на системном уровне Apple отличаются тем, что обслуживают весь SoC, и способны увеличить пропускную способность, уменьшить задержку или просто сэкономить электроэнергию, избегая транзакций с памятью вне кристалла, что значительно повышает общую энергоэффективность. Этот блок SLC нового поколения выглядит совсем иначе, чем у M1. Ячеек SRAM больше, чем в M1, поэтому, хотя мы не можем точно подтвердить это прямо сейчас, это может означать, что в каждом блоке SLC 16 МБ кэша — для M1 Pro это будет 32 МБ общего кэша SLC.

Что касается процессора, Apple сократила количество энергоэффективных ядер с 4 до 2. Мы не знаем, будут ли эти ядра похожи на ядра M1 по эффективности или Apple приняла IP нового поколения от A15 SoC — но ясно, что новый iPhone SoC имеет некоторые более крупные микроархитектурные изменения.

Что касается производительных ядер, Apple удвоила их количество до 8. Производительные ядра Apple были чрезвычайно впечатляющими на M1, однако отставали от других 8-ядерных SoC с точки зрения общей многопоточной производительности. Удвоение ядер должно продемонстрировать огромное повышение производительности в многопотоке.

На снимке мы видим, что Apple зеркалирует два 4-ядерных блока, кэши L2 также зеркалируются. Хотя Apple пишет 24 МБ L2, я думаю, что это скорее конфигурация 2×12 МБ аналогично конфигурациям AMD. В таком случае синхронизация двух кластеров производительных ядер будет проходить через внутреннюю шину и SLC. Здесь можно лишь предполагать, но это предположение имеет смысл, учитывая показанный макет.

Что касается производительности процессора, Apple провела некоторые сравнения с конкурентами. В частности, сравниваемые здесь SKU Core i7-1185G7 от Intel и Core i7-11800H, 4-ядерные и 8-ядерные варианты новейших процессоров Intel Tiger Lake по техпроцессу 10nm ‘SuperFin’.

Apple утверждает, что в многопоточной производительности новые чипы значительно превосходят любые конкурентные чипы от Intel, причем при более низком энергопотреблении. Представленные кривые производительности и мощности показывают: при равном энергопотреблении в 30 Вт новые M1 Pro и Max в 1,7 раза быстрее по пропускной способности процессора, чем 11800H, кривая мощности которого чрезвычайно крутая. В то же время при равных уровнях производительности — пиковой у 11800H — новый M1 Pro/Max достигает тех же показателей при энергопотреблении ниже на 70%. Эти результаты на голову выше того, что есть у Intel.

Наряду с мощными процессорными блоками Apple также радикально масштабирует свою кастомную архитектуру GPU. M1 Pro теперь оснащен 16-ядерным графическим процессором с заявленной вычислительной способностью 5,2 терафлопс. Он идет в паре с гораздо более широкой шиной памяти и, предположительно, 32 МБ SLC. Это аналогично подходу AMD с их GPU Infinite Cache.

Производительность графического процессора Apple, как утверждается, значительно превосходит производительность интегрированной графики конкурентов предыдущего поколения. По этой причине компания решила провести прямые сравнения с дискретной графикой ноутбуков среднего класса — GeForce RTX 3050 Ti 4 ГБ. По результатам тестов чип от Apple показал аналогичную производительность, используя на 70% меньшую мощность. Правда, неясно что такое 30 Вт — является ли это общей мощностью SoC или системы. Возможно, Apple просто сравнивает сам блок графического процессора.

Наряду с GPU и CPU, Apple также отметила значительно улучшенный медиадвижок, который теперь может аппаратно ускорять декодирование и кодирование ProRes и ProRes RAW, что пригодится создателям контента и профессиональным видеографам. Apple Mac традиционно хороши для работы с видео, но аппаратно ускоренные движки для форматов RAW были бы киллер-фичей, которая станет решающей для этой аудитории.

M1 Max: 32-ядерное GPU чудовище на 57 миллиардов транзисторов и 432 мм 2 .

Кроме M1 Pro, Apple также рассказала о «большем брате» — M1 Max. В то время как M1 Pro догоняет и опережает конкурентные ноутбуки с точки зрения производительности, M1 Max предоставляет то, чего раньше еще не было: графический процессор «‎с турбонаддувом» на 32 ядра. По сути, это больше не SoC со встроенным графическим процессором, а GPU с встроенным SoC.

Корпусировка для M1 Max тоже отличается — чипы DRAM увеличились с 2 до 4, что соответствует увеличению ширины интерфейса памяти с 256-бит до 512-бит. Apple рассказывает о впечатляющей пропускной способности в 400 ГБ/с. Если это LPDDR5-6400, было бы более точным указать 409,6 ГБ/с. Такая пропускная способность неслыханна в SoC, но является нормой для производительных графических чипов.

M1 Max выглядит довольно своеобразно — во-первых, вся верхняя часть чипа над графическим процессором очень похожа на M1 Pro, указывая на то, что Apple повторно используют большую часть дизайна, и что вариант Max просто растет вниз.

Добавлены два 128-битных блока LPDDR5, причем количество блоков SLC растет вместе с ними. Если бы было 16 МБ на блок, то это представляло бы собой 64 МБ общего кэша для всего SoC. Помимо очевидного использования в GPU, мне интересно, чего могут достичь процессоры с помощью такой гигантской пропускной способности памяти.

M1 Max впечатляет количеством транзисторов. Так, Apple сообщила, что у M1 Pro их количество достигает 33,7 млрд, в то время как M1 Max включает уже около 57 млрд транзисторов. AMD, в то же время, с гордостью рассказывает о 26,8 млрд транзисторов в 7-нм графическом чипе Navi 21 на 520 мм 2 . У Apple здесь в два раза больше транзисторов при меньшем размере чипа благодаря использованию передового 5-нм техпроцесса от TSMC. Даже по сравнению с самым большим 7-нанометровым чипом NVIDIA с 54 млрд транзисторов в серверных GA100 — M1 Max имеет большее количество транзисторов.

Что касается размеров чипов, Apple разместила на одном из слайдов M1, M1 Pro и M1 Max рядом друг с другом, и они, похоже, имеют масштаб 1:1. В этом случае M1, который мы уже знаем, составляет 120 мм 2 , соответственно M1 Pro 245 мм 2 , а M1 Max около 432 мм 2 .

Большая часть чипа занята 32-ядерным графическим процессором, для которого Apple заявляет производительность в 10,4 терафлопс. Похоже, что Apple зеркалировала их 16-ядерный GPU. Первое, что приходит на ум — это 2 графических процессора, работающих в унисон, и какая-то общая логика между двумя половинами графического процессора. Мы сможем рассказать больше, как только проверим поведение системы на программном уровне.

С точки зрения производительности Apple успешно может конкурировать с лучшими предложениями на рынке, сравнивая производительность M1 Max с производительностью мобильного GeForce RTX 3080 при меньшей мощности на 100 Вт (60 Вт против 160 Вт). M1 Max и тут превосходит дискретный GPU NVIDIA, при этом потребляя на 40% меньше энергии.

Презентация нового поколения Apple Silicon стала тем, чего мы ждали больше года. Я думаю, что Apple удалось не только оправдать ожидания, но и значительно превзойти их. Как M1 Pro, так и M1 Max кардинально отличаются от всего, что мы когда-либо видели в области ноутбуков. Если M1 был неким признаком успеха Apple в их кремниевых начинаниях, то два новых чипа превосходят любые варианты, что мы видели у конкурирующих компаний.

Источник