Обзор: новый чип Apple M1

В ноябре 2020 года Apple выпустила первые Mac с процессором M1 на базе Arm, дебютировав с новыми 13-дюймовыми моделями MacBook Pro, MacBook Air и Mac mini 2020 года.

В 2021 году Apple добавила iMac M1 и iPad Pro M1. Чип M1 получил восторженные отзывы за его невероятную производительность и эффективность, и это кульминация более чем десятилетней работы Apple над чипами, созданными для iPhone и iPad.

В этом руководстве рассказывается обо всем, что вам нужно знать о чипе M1 и о том, чем он отличается от чипов Intel, которые были до него.

Объяснение чипа Apple M1

M1 — первая система на чипе (SoC), разработанная Apple, которая была разработана для использования в Mac. Это знаменует переход Apple от чипов Intel, которые компания из Купертино использует в компьютерах Mac с 2006 года.

Обзор: новый чип Apple M1

В качестве «системы на кристалле» M1 объединяет несколько различных компонентов, включая ЦП, графический процессор, архитектуру унифицированной памяти (ОЗУ), нейронный движок, Secure Enclave, контроллер SSD, процессор сигналов изображения, механизмы кодирования / декодирования, контроллер Thunderbolt с Поддержка USB 4 и многое другое, все из которых обеспечивают работу различных функций Mac.

До сих пор в компьютерах Mac использовалось несколько микросхем для ЦП, ввода-вывода и безопасности, но усилия Apple по интеграции этих микросхем были причиной того, что M1 намного быстрее и эффективнее, чем предыдущие чипы Intel. Унифицированная архитектура памяти, которую Apple включила, также является важным фактором, поскольку все технологии M1 могут получать доступ к одним и тем же данным без необходимости переключаться между несколькими пулами памяти.

Обзор: новый чип Apple M1

Унифицированная архитектура памяти, встроенная в чип M1, позволяет процессору, графическому процессору и другим компонентам процессора не копировать данные между собой и получать доступ к одному и тому же пулу данных. Это приносит M1 заметное улучшение скорости и эффективности. Такая архитектура памяти означает, что оперативная память не может быть обновлена ​​пользователем, что неудивительно, потому что у немногих компьютеров Mac есть доступная пользователю оперативная память. Mac M1 имеет максимум 16 ГБ ОЗУ, но даже базовых 8 ГБ достаточно для повседневных задач.

На M1 установлено 16 миллиардов транзисторов, что является максимальным показателем, который Apple когда-либо вставляла в чип для самого быстрого ядра процессора, доступного в кремнии с низким энергопотреблением, и беспрецедентной производительности процессора на ватт. Дизайн микросхемы Apple позволил ей создавать компьютеры Mac, которые являются более быстрыми и более энергоэффективными, чем это было возможно с микросхемами, разработанными Intel, а дальнейшие улучшения доступны благодаря новой более тесной интеграции микросхемы, разработанной Apple, в сочетании с программным обеспечением, разработанным Apple.

Чем отличается M1

В отличие от чипов Intel, построенных на архитектуре x86, Apple Silicon M1 использует архитектуру на базе Arm, во многом похожую на чипы серии A, которые Apple разрабатывала для iPhone и iPad в течение многих лет.

Обзор: новый чип Apple M1

Чип M1 — самый мощный из созданных Apple на сегодняшний день, он похож на чип A14 в последних моделях iPhone и iPad Air, созданный по 5-нанометровому процессу компанией Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). TSMC производит все чипы Apple уже много лет.

Mac с чипом M1

Apple выпустила MacBook Air 2020 года, 13-дюймовый MacBook Pro и Mac mini с чипами M1, заменив недорогие машины в этих линейках.

Обзор: новый чип Apple M1

Apple также представила версии M1 «iMac» и «iPad Pro».

ЦП, графический процессор и нейронный движок

ЦПУ

Чип M1 включает 8-ядерный процессор с четырьмя высокопроизводительными ядрами и четырьмя высокоэффективными ядрами. Высокопроизводительные ядра предназначены для обеспечения максимальной производительности для энергоемких однопоточных задач.

Четыре высокопроизводительных ядра могут работать вместе, обеспечивая впечатляющую многопоточную производительность, которая позволила Mac M1 превзойти даже самые дорогие 16-дюймовые модели MacBook Pro.

Для менее интенсивных задач, не требующих такой же мощности, таких как просмотр веб-страниц, есть четыре высокоэффективных ядра, которые используют десятую часть мощности для продления срока службы батареи.

Apple заявляет, что эти ядра предлагают производительность, аналогичную двухъядерному MacBook Air предыдущего поколения, но при гораздо меньшем энергопотреблении. Эти ядра могут работать в одиночку, когда не требуется значительная мощность, но для сложных задач все восемь ядер могут быть задействованы одновременно.

Тесты MacBook Air, MacBook Pro и Mac mini подтвердили впечатляющую производительность чипа M1. Между моделями есть некоторые температурные различия, но все они имеют самую высокую одноядерную производительность среди всех Mac и многоядерную производительность на уровне настольных компьютеров Apple.

Обзор: новый чип Apple M1

Самый производительный Mac из этой группы, Mac mini, набрал 1702 балла в Geekbench 5 и 7380 баллов в многоядерном тесте, а «MacBook Air» и MacBook Pro уступают ему.

GPU

Чип «Apple Silicon» имеет 8-ядерный графический процессор, но есть также версия, используемая в моделях «MacBook Air» начального уровня, в которой одно из ядер отключено для 7-ядерного графического процессора.

Все графические процессоры в «Mac mini», MacBook Pro и более дорогих моделях M1 «MacBook Air» представляют собой 8-ядерные графические процессоры, способные одновременно выполнять около 25 000 потоков и с пропускной способностью 2,6 терафлопс. Согласно Apple, M1 имеет самую быструю встроенную графику среди персональных компьютеров.

Обзор: новый чип Apple M1

Тесты производительности графики показали, что чип M1 предлагает производительность, превосходящую GeForce GTX 1050 Ti и Radeon RX 560. Он также получил оценку OpenCL 19305 , как и Radeon RX 560X и Radeon Pro WX 4100.

Обзор: новый чип Apple M1

Нейронный двигатель

Чип M1 имеет встроенный Neural Engine, компонент, который Apple впервые начала добавлять в свои чипы A-серии несколько лет назад. Neural Engine разработан для ускорения задач машинного обучения на Mac для таких вещей, как анализ видео, распознавание голоса, обработка изображений и многое другое.

16-ядерный Neural Engine способен выполнять 11 триллионов операций в секунду, что обеспечивает до 15 раз более высокую производительность машинного обучения по сравнению с моделями предыдущего поколения, которые перешли на M1.

Скорость Apple M1

Чип M1 обеспечивает до 3,5 раз более высокую производительность ЦП, до 6 раз более высокую производительность графического процессора и до 15 раз более высокие возможности машинного обучения по сравнению с чипами Intel, используемыми в машинах предыдущего поколения.

По сравнению с новейшими чипами для портативных ПК, M1 предлагает в 2 раза более высокую производительность процессора и использует всего 25 процентов энергии.

Срок службы батареи

Даже с невероятным увеличением скорости, которое приносит чип M1, он также более экономичен, чем любой другой чип Mac, выпущенный Apple на сегодняшний день.

Срок службы батареи Mac M1 в 2 раза больше, чем у компьютеров Mac предыдущего поколения. Mac с самым продолжительным временем автономной работы — это 13-дюймовый MacBook Pro, который работает до 20 часов. Это вдвое больше, чем у модели предыдущего поколения.

Сравнения Intel

Apple использовала чип M1 в младших моделях Mac, а когда дело доходит до производительности процессора, M1 превосходит даже самые дорогие чипы, используемые в линейке ноутбуков Intel Apple. Чип M1 имеет самую быструю одноядерную производительность среди всех Mac, а многоядерная производительность не так уж далека от многих настольных компьютеров Apple.

Apple по-прежнему продает модели MacBook Pro с 13-дюймовым экраном Intel и Mac mini, а с точки зрения производительности версии M1 этих компьютеров Mac предлагают гораздо более высокие скорости ЦП. В настоящее время не рекомендуется покупать версию 13-дюймового MacBook Pro или «Mac mini», отличную от M1, из-за более низкой производительности, если только совместимость с приложениями x86 и возможность запуска Windows не вызывает беспокойства.

Другие Mac в линейке Apple будут переходить на чипы «Apple Silicon» в будущем, о чем следует помнить при рассмотрении вопроса о покупке. В настоящее время ноутбуки и настольные компьютеры Apple более высокого класса по-прежнему предлагают превосходную производительность графического процессора, но это может измениться в будущем, когда дебютируют новые версии чипов «Apple Silicon».

Функции безопасности M1

В компьютерах Mac Intel был встроенный чип T2, который обрабатывал безопасность и другие функции компьютеров Mac, но с чипами M1 эта функция встроена прямо и дополнительный чип не требуется.

M1 имеет встроенный Secure Enclave, который управляет Touch ID, и контроллер хранилища с аппаратным обеспечением шифрования AES для повышения производительности и безопасности SSD.

Запуск приложений на компьютерах Mac M1

Поскольку чип M1 использует другую архитектуру, Apple создала инструменты, позволяющие разработчикам создавать двоичные файлы универсальных приложений, которые безупречно работают как на «Apple Silicon», так и на чипах Intel, а также разработала слой перевода Rosetta 2, который позволяет приложениям x86 работать на чипах M1.

Обзор: новый чип Apple M1

Rosetta 2 — это переосмысление Rosetta, функции, которая позволила приложениям PowerPC работать на компьютерах Mac на базе Intel еще в 2006 году, когда Apple перешла на Intel с PowerPC.

С Rosetta 2 приложения, разработанные для компьютеров Intel, будут продолжать работать на компьютерах Mac M1 с некоторыми ограничениями производительности. По большей части приложения работают одинаково на компьютерах Mac Intel и M1 из-за улучшений производительности, представленных в M1.

При переходе на Mac M1 все должно работать нормально, и в течение нескольких лет большинство популярных приложений Mac, вероятно, будут созданы для работы на Mac M1 изначально. Прямо сейчас есть один серьезный компромисс при выборе M1 Mac — это поддержка Windows.

Boot Camp для компьютеров Mac M1 отсутствует, а компьютеры Mac M1 официально не могут запускать Windows, хотя некоторые пользователи ищут способы заставить его работать. Официальная поддержка может появиться в будущем, но она во многом зависит от того, будет ли Microsoft лицензировать свою версию Windows на базе Arm для потребителей, а пока этого не произошло.

На компьютерах Mac M1 можно запускать приложения «iPhone» и «iPad», а также приложения Mac, если разработчики приложений делают их доступными на Mac. Раньше был способ загрузить любое приложение iOS на Mac M1, но эта функция была удалена в январе 2021 года .

Руководства по Apple M1 (дополняются)

Поскольку в компьютерах Mac M1 используется новый тип микросхемы, разработанный Apple, есть несколько советов и приемов для таких вещей, как передача файлов, переход в режим восстановления и поиск приложений, оптимизированных для новых машин. У нас есть несколько инструкций по M1, которые стоит проверить.

  • Как использовать диагностику Apple для тестирования вашего Mac
  • Как узнать, какие приложения оптимизированы для компьютеров Mac M1 Apple Silicon
  • Как передавать файлы между Apple Silicon Mac и другим Mac
  • Как переустановить macOS на M1 MacBook Air, M1 MacBook Pro и M1 Mac Mini
  • Как установить Rosetta на ваш M1 Apple Silicon Mac
  • Как запустить в безопасном режиме на M1 Apple Silicon Mac
  • Как установить приложения для iPhone или iPad на Mac M1
  • Как восстановить загрузочный диск на компьютерах Mac M1 Apple Silicon
  • Как отключить оптимизированную зарядку аккумулятора в macOS
  • Как проверить состояние батареи вашего Apple Silicon MacBook
  • Как запустить версию универсального приложения Apple Silicon для Intel

Будущее Apple Silicon

По данным Bloomberg, Apple работает над обновленными силиконовыми чипами Apple, предназначенными для MacBook Pro, «MacBook Air», Mac Pro , «iMac» и «Mac mini» .

В модернизированных моделях MacBook Pro будут установлены кремниевые чипы Apple более высокого уровня с 10 ядрами, с восемью высокопроизводительными ядрами и двумя энергоэффективными ядрами, а также с вариантами графических ядер с 16 и 32 ядрами. Чипы будут поддерживать до 64 ГБ ОЗУ и будут иметь улучшенный Neural Engine.

Apple планирует использовать тот же чип для «Mac mini», в то время как будущий «Mac Pro», который готовится к 2022 году, будет иметь два процессора, которые в два или четыре раза мощнее чипа MacBook Pro.

Эти чипы будут иметь 20 или 40 вычислительных ядер с 16 высокопроизводительными или 32 высокопроизводительными ядрами и четырьмя или восемью высокоэффективными ядрами, а также варианты с 64 и 128 ядрами для графики.

Для обновленной версии «MacBook Air» и нового недорогого 13-дюймового MacBook Pro Apple разрабатывает прямого преемника чипа M1, который будет иметь такое же количество вычислительных ядер (восемь), но будет работать быстрее. Он также будет иметь 9 или 10 графических ядер вместо 7 или 8.

ASTERA