^
M1 jednostki i technologie

Apple M1: wszystko, co wiemy. Fani Intela nie będą zadowoleni

Jaromir Kopp

11 listopada 2020

Zaczęło się. Apple odkrył karty i widzimy, jak rozpoczęła się rewolucja w komputerach, a zaczęła się z przytupem. Oto wszystko, co powinieneś wiedzieć o procesorze M1 Apple Silicon.

M1: Architektura

W zasadzie „wszystko” już wiedzieliśmy wcześniej. Jednak niuanse tkwią w szczegółach. Procesor jest zbudowany w technologii 5 nm (jako jedyny „komputerowy” na świecie), a w środku pomieszczono 16 miliardów tranzystorów. Zużyto je do budowy wielu jednostek.

CPU:

  • 4 rdzenie wydajne. 192 KB pamięci podręcznej dla instrukcji, 128 KB dla danych na rdzeń oraz 12 MB pamięci podręcznej II poziomu współdzielonej.
  • 4 rdzenie ekonomiczne. 128 KB pamięci podręcznej dla instrukcji, 64 KB dla danych na rdzeń oraz 4 MB pamięci podręcznej II poziomu współdzielonej.

GPU:

  • 7 lub 8 rdzeni graficznych. 128 jednostek wykonawczych [na rdzeń?], do 24 576 równoległych wątków. 2,6 teraflopów, 41 gigapiksli/s.

Neural engine:

  • 16 rdzeni. 11 bilionów operacji na sekundę.

Dodatkowo:

  • Procesor obrazu (ISP).
  • Secure Enclave.
  • Kontroler pamięci masowej z szyfrowaniem AES.
  • Niskoenergetyczne jednostki kompresji i dekompresji AV.
  • PCI 4-generacji.
  • Kontroler „ujednoliconej” pamięci.
  • Opracowany przez Apple Thunderbolt.

M1 obsługuje dwukanałową pamięć LPDDR4X-4266 LPDDR5-5500 maksymalnie do 16 GB.

Jak wydajny jest M1?

Możemy bazować na marketingowych wyliczeniach Apple, ale trochę informacji mamy już z innych źródeł. Najprawdopodobniej zastosowano w nim rdzenie znane z A14. Porównując wyniki Geek Bench dla jednego rdzenia A14 z iPhone 12 (1580) z uwzględnieniem wyższego taktowania zegara w M1 (3,1 GHz zamiast 2,99 GHz) otrzymujemy podawany już przez CPU-Monkey wynik 1634. Wiele wskazuje na to, że opisywany wcześniej rzekomy A14X to tak naprawdę wersja M1 z tańszego modelu nowego MacBooka Air (7 rdzeni graficznych zamiast 8). Dlatego można bez większych obaw przyjąć, że M1 w teście wielordzeniowym osiągnie 7220 punktów GeekBench. To znacznie lepszy wynik niż osiągany przez MacBooka Pro 16 z posiadającym 8 wydajnych rdzeni intelem i9 (6660). Naprawdę nie ma się czego wstydzić!

Wg Apple 4 rdzenie ekonomiczne mają wydajność zbliżoną do 2-rdzeniowego Intela zastosowanego w poprzedniej wersji MacBooka Air, zużywając 1/10 energii!

Czy stare intelowe aplikacje bardzo zamulają?

Sprawdzę to za 2-3 tygodnie. Wg Apple są aplikacje, które będą działać szybciej niż na Intelu. Zwłaszcza gry i programy, które intensywnie używają grafiki i są już dostosowane do Metal. Całkiem nowa Rosetta 2 (emulator Intela) potrafi przekompilować kod Intela już podczas instalacji przy przenoszenia aplikacji z poprzedniego komputera. Oszczędzi to bardzo wiele czasu podczas uruchamiania programów. Moim zdaniem straty nie powinny sięgać więcej niż 30%, a przy „nadmiarze” mocy, który oferuje M1, pozwoli to na komfortową pracę, zanim deweloperzy zaktualizują aplikacje.

Jak oszczędny jest M1?

Tu można być pewnym, że jeszcze długo żaden procesor zgodny z Intelem, mu nie dorówna. M1 przy lepszych osiągach zużywa 1/4 energii potrzebnej innym procesorom w komputerach mobilnych. Rozpraszana przez niego moc to 15 W, z możliwością obniżenia do 10 W (wg CPU-Monkey). Rdzenie graficzne używają 1/3 energii potrzebnej w zintegrowanych GPU „konkurencji” przy dwa razy lepszej wydajności.

Jak wydajna jest grafika w M1?

Wg Apple 8 rdzeni graficznych zastosowanych w M1 nie ma sobie równych, jeżeli chodzi o układy zintegrowane. GPU M1 jest dwa razy szybsze od najlepszych zintegrowanych układów, a 5 razy szybsze od poprzednika z MacBooka Pro 13 (2TB). Do bardzo dobry wynik i predysponujący M1 nawet dla zaawansowanych gier i prac graficznych. Oczywiście dyskretne GPU nawet mobilne mogą być wydajniejsze, niestety zużywając ponad 50 W mocy.

Wg Apple M1 GPU obsłuży bez trudu zewnętrzny monitor 6k. Wg innych źródeł może obsługiwać 3 ekrany, ale nie jest to potwierdzone.

Czy M1 ma Thunderbolt 4?

Nie, ale ma Thunderbolt 3. Wg Apple ich własny kontroler zintegrowany Thunderbolt obsługuje Thunderbolt 3 i USB 4. Jeżeli zajrzymy do specyfikacji TB 4, to okaże się, że problem tkwi m.in. w ilości obsługiwanych monitorów. Wymagane są dwa minimum 4k. Apple oficjalnie informuje o 1. Jednak nie ma się co martwić. Przepustowość obu standardów to maksymalnie 40 Gb/s.

Czy podłączę zewnętrzne GPU?

Od dawna Apple podaje, że „jest to zbędne”. Na liście akcesoriów do komputerów z M1 nie ma eGPU. Najprawdopodobniej problem polega jedynie na braku lub trudności w stworzeniu odpowiednich sterowników. Jak wiecie, nawet z komputerami na Intelu bywają z tym problemy. M1 ma kontroler PCI, więc być może kiedyś pojawią się eGPU.

Czy M1 w MacBook Air jest tak samo wydajny, jak w Macu mini i MacBooku Pro?

Dobre pytanie. Wiemy, że Apple w tańszej wersji Air zastosował M1 bez jednego rdzenia graficznego. Tak samo, jak w A12X jest ich 7. Droższy Air i pozostałe nowości mają już 8-rdzeni graficznych. Ponieważ A14 w iPhone 12 jest taktowany zegarem niemal 3 GHz (w porywach), to nie sądzę, aby Apple zdecydował się na obniżanie maksymalnego taktowania (najpewniej 3,1 GHz) w Air. Jednak bezwentylatorowa architektura może wymuszać „thermal throttling”. Być może moc rozpraszana w Air jest ograniczona z 15 do 10 watów. W normalnej pracy raczej nie da się tego zauważyć, ale przy długotrwałym renderowaniu, kompilacji, czy innych czasochłonnych procesach, jak np. edycja wideo lub audio da się odczuć spadek wydajności.

M1 i co dalej?

Kolejne dobre pytanie (w końcu sam je wymyślam). Jedyny niedosyt czuję w braku wyboru. Teraz dostaliśmy w zasadzie jedne procesor w wersji pełnej i „okaleczonej”. Na początek to dobry zabieg, zwłaszcza w czasach pandemii i problemów z produkcją. Jednak w przyszłości, Apple musi oferować zdecydowanie większy wybór. Być może poznamy już wiosną M1T, czy M1X (Y, Z), jako kolejne bardziej „pro” lub „desktopowe” warianty procesora.

Jestem niemal przekonany, czy M1 wystarczy mi na wiele lat?

Gdy 15 lat temu pojawiły się MacBooki z Intelem zamiast PowerBooków z PowerPC, trafił do nich układ Intela CD (Core Duo). Był to 32-bitowy procesor. Niestety już rok później pojawiły się Core2Duo – wersje 64-bitowe. System, który „odciął” procesory 32-bitowe, Apple wydał jakieś 3 lata po debiucie CoreDuo. Następnie Apple „wyciął” MacBooki z 32-bitowym EFI i słabszą grafiką, które były już 64-bitowe.

Trudno odgadnąć plany firmy, ale w najbliższych latach nie spodziewam się nowej technologii w Apple Silicon, która skłoniłaby firmę, do tak radykalnych kroków w przyszłości. Pamiętajcie, że Maki z Intelem będą jeszcze produkowane przez 2 lata. Potem będzie jeszcze kilka lat wsparcia dla obu architektur w kolejnych macOS. Myślę, z obecne M1 wystarczą do spokojnej pracy z nowymi, aktualnymi systemami przez 6-7 lat lub nawet dłużej.

Jaromir Kopp

Użytkownik komputerów Apple od 1991 roku. Dziennikarz technologiczny, programista i deweloper HomeKit. Propagator przyjaznej i dostępnej technologii. Lubi programować w Swift i czystym C. Tworzy rozwiązania FileMaker. Prowadzi zajęcia z IT i programowania dla dzieci oraz młodzieży, szkoli też seniorów. Współautor serii książek o macOS wydanych przez ProstePoradniki.pl. Projektuje, programuje oraz samodzielnie wykonuje prototypy urządzeń Smart Home. Jeździ rowerem.
Komentarze (7)
L

7 komentarzy

  1. KOmor

    Zastanawia taka (pozornie?) niewielka różnica między tymi dwoma wariantami procesora. 7 zamiast 8 rdzeni GPU bez różnicy w ilości rdzeni CPU wygląda dziwnie. No i czemu 7, a nie np. 6 czy 4? Czy przypadkiem nie „zapomnieli” wspomnieć o jakichś innych różnicach? Np. wolniejszy RAM.
    No i wbudowany w procesor RAM – z jednej strony to pewnie dobry pomysł na zwiększenie prędkości, z drugiej totalny brak nadziei na możliwość kupna większego komputera z wymiennym RAM-em, kiedyś. Chyba że dla dużych komputerów zastosują coś innego.

    Odpowiedz
    • Jaromir Kopp

      RAM nie calkiem wbudowany – znaczy „wklejony”, ale nie jest strukturą głównego kawałka krzemu z tego co się orientuję.

      Co do rdzeni graf to mam spiskową teorię. Tak samo było z A12X. Być może trafiają się wadliwe egzemplarza, a zawsze są odpadki podczas produkcji, w których tylko jeden rdzeń graf jest trafiony. A akurat rdzenie można zablokować programowo (a CPU już nie bardzo). To aka teoria, ale w skali roku daje oszczędności wielkości…

      Odpowiedz
      • Mariusz

        Ja też mam teorię spiskową, ale nieco inną od Twojej. Myślę, że chodzi o to, że w końcu czymś te 2 modele musiały się różnić. W końcu 1 jest pro, a drugi nie-pro… O wiele taniej jest wyprodukować 1 model procesora i programowo wyłączyć w nim rdzeń niż produkować zupełnie inny procesor. Gdyby nie wyłączyli tego rdzenia to moim zdaniem byłoby zbyt mało różnic i nikt nie decydował by się dopłacić. Zresztą w droższym Air masz już 8 rdzeni graficznych… Przypadek? Nie sądzę…

        Odpowiedz
        • Jaromir Kopp

          Twoją teorię bardzo łatwo obalić… droższa wersja Air ma 8 rdzeni. Czyli „teoretycznie” nie rożni się wiele od Pro
          Różnica między 7 a 8 rdzeni to 300 zł.

          Odpowiedz
  2. Barti

    Twierdzenia o kilkukrotnie większej prędkości procesorów w Air bazowane są na 10-sekundowych testach (stopka na stronie Apple). Czyli być może bardzo szybko wchodzi „throttling”, bo się przegrzewa bez wiatraka.

    Odpowiedz
    • Jaromir Kopp

      Dokładnie, ale i tak poźniej niż wersja Intelowa. No za coś ten 1 zł (lub 1,5k) trzeba dać – za wentylator 😀

      Odpowiedz
  3. Komor

    Jaromir, z tymi uszkodzonymi rdzeniami rzeczywiście dobra teoria, Intel chyba od dawna tak robił, jak sobie przypominam.

    Odpowiedz

Wyślij komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.