Resumen y compatibilidad del procesador Apple M1

Todos los eventos de Apple atraen mucha atención, pero el lanzamiento de la MacBook Air, la MacBook Pro y la Mac Mini 2020 fue más que nuevas características y un elegante diseño industrial. Este año, la gran noticia está escondida en el interior del chasis de aluminio anodizado de las nuevas MacBooks, en la forma del sistema en un chip (SoC) Apple M1, que está reemplazando a los procesadores Intel en las MacBooks de 13 pulgadas y la Mac Mini.

¿Por qué es tan importante la transición a los procesadores de Apple? Después de todo, Apple ha estado diseñando los procesadores de sus teléfonos inteligentes desde 2010, y esta no es la primera vez que adopta una nueva arquitectura de CPU. Apple ha pasado por varias arquitecturas diferentes, desde las CPU de Motorola en sus días de Wozniak, pasando por los chips PowerPC en los años 90, hasta los procesadores Intel x86 en 2005. Ahora la empresa se está moviendo hacia un procesador basado en ARM de su propio diseño. Por el contrario, la plataforma de PC con Windows se ha apegado a los procesadores x86 desde que se lanzó la primera PC de IBM en 1981.

Hoy analizaremos más de cerca el nuevo chip M1 de Apple, sus implicaciones para los ingenieros de software, los diseñadores, los consumidores y la industria en general. No le proporcionaremos revisiones de rendimiento detalladas ni probaremos la compatibilidad de paquetes y herramientas de software individuales, software heredado, SDK, etc. por razones de brevedad. Dado que puede encontrar fácilmente puntos de referencia y reseñas en sitios de hardware de buena reputación, nos centraremos en el panorama general y abordaremos algunas inquietudes expresadas por diseñadores y desarrolladores interesados ​​en comprar las nuevas MacBooks M1 de Apple.

¿Qué hace que el procesador Apple M1 sea diferente?

¿Qué hace que el procesador Apple M1 sea diferente? El Apple M1 se diferencia de los procesadores Intel utilizados en MacBooks anteriores en muchos aspectos:

• El M1 es un procesador ARM, no un procesador x86.
• Integra más componentes que una CPU Intel.
• El Apple M1 también integra RAM en el mismo paquete.
• Cuenta con traducción binaria dinámica Rosetta 2 que le permite ejecutar software x86.
• El chip cuenta con ocho núcleos de CPU, además de la GPU integrada.
• Se fabrica utilizando el proceso de 5 nanómetros y tiene 16 mil millones de transistores.

Para el usuario promedio, la mayoría de estas especificaciones no significarán mucho, pero los usuarios avanzados deben tomar nota: se supone que Apple M1 basado en ARM debe ejecutar software x86 heredado con Rosetta, lo que podría causar efectos adversos en el rendimiento al ejecutar aplicaciones x86. Afortunadamente, debido a su velocidad, el M1 seguirá superando a los chips Intel más antiguos en la mayoría de los escenarios, incluso con aplicaciones x86 heredadas. Además, se esperan algunos problemas iniciales, ya que es posible que las herramientas y aplicaciones exóticas no se ejecuten de forma inmediata o que incurran en una penalización de rendimiento. Aún así, estos problemas se resolverán y la mayoría de los usuarios no necesitan preocuparse por ellos.

Por ejemplo, los usuarios de Docker no estaban seguros de si sus imágenes x86-64 funcionarían correctamente o no. Por el momento, se enfrentan a problemas graves y Docker no funciona correctamente. Aunque Adobe está trabajando para optimizar sus productos para el M1, los diseñadores que dependen de complementos de terceros para los productos de Adobe están experimentando problemas de compatibilidad.

Esto es de esperar en el nuevo hardware, ya que los desarrolladores necesitan tiempo para ponerse al día para garantizar la compatibilidad y migrar su software para el nuevo hardware. Puede tomar un tiempo.

Diseñado por Apple, comercializado por Apple

Apple aprovechó el evento para afirmar que el M1 es el núcleo de CPU más rápido del mercado, pero los entusiastas del hardware señalaron rápidamente que algunas de sus afirmaciones sobre el rendimiento eran vagas y difíciles de confirmar. No vamos a poner a prueba todas las afirmaciones de marketing de Apple, ya que los revisores independientes ya lo han hecho y las revisiones son abrumadoramente positivas. El M1 no es la CPU más rápida del planeta, pero parece ser la CPU más rápida para portátiles ultraportátiles.

Echemos un vistazo más de cerca al diseño del Apple M1 y expliquemos qué lo hace ingenioso y cómo podría impactar profundamente en la industria.

Diseño y características de Apple M1

El chip Apple M1 presenta cuatro núcleos de CPU Firestorm grandes para escenarios de alta carga, respaldados por cuatro núcleos de CPU Icestorm más pequeños diseñados para la eficiencia. Si esto le suena familiar, probablemente haya encontrado teléfonos Android con un diseño de CPU ARM similar. ARM llama a este diseño ARM big.LITTLE y existe desde 2014. La CPU usa el conjunto de extensiones AArch64 o ARM64 de la arquitectura ARM.

Del mismo modo, probablemente también esté acostumbrado a las GPU integradas, ya que se han utilizado en chips Intel y AMD durante años. La GPU utilizada en Apple M1 tiene ocho núcleos y ocupa un poco más de espacio en el chip que los ocho núcleos de la CPU. Apple afirma que la GPU puede ofrecer 2,6 TFLOPS. Para poner esto en perspectiva, la GeForce GTX 1050Ti de Nvidia de 2016 maneja 2.1 TFLOPS. Esa es una tarjeta gráfica de escritorio con 3.300 millones de transistores que consume hasta 75 W de potencia, superada por los gráficos integrados en una MacBook Air con refrigeración pasiva.

El único inconveniente es que no hay soporte para eGPU y no puedes obtener gráficos discretos. Apple tampoco ofreció GPU discretas opcionales en MacBooks de 13 pulgadas con procesadores Intel. En caso de que necesite una Radeon Pro en su nueva MacBook, deberá obtener una MacBook Pro de 16 pulgadas.

El M1 también integra RAM en el paquete SoC, al igual que los últimos procesadores de la serie A de la compañía que se usan en iPhones y iPads. Esta es la primera vez que se trata de procesadores que no están diseñados para dispositivos de consumo de contenido como los teléfonos.

Anteriormente, las MacBooks presentaban memoria DDR4 soldada en la placa base. Este nuevo enfoque permite a Apple utilizar una nueva arquitectura de memoria unificada. El Apple M1 usa una memoria LP-DDR4X que funciona a 3733 MHz. Esto permite que tanto la CPU como la GPU accedan a él a altas velocidades, pero este alto grado de integración tiene un precio.

La desventaja es que el chip M1 estará disponible con solo 8 GB y 16 GB de RAM, al menos por el momento. Cumplir con 8 GB o 16 GB de RAM en la MacBook Air o Mac Mini no debería ser un problema para la mayoría de los usuarios, pero muchos entusiastas de la MacBook Pro no estarán encantados con la perspectiva de comprar una máquina de 16 GB que no se puede actualizar.

De acuerdo, estamos acostumbrados a las computadoras portátiles con RAM soldada, pero esto es diferente. Con la RAM soldada, los fabricantes pueden actualizar su línea de productos cambiando los chips de RAM por otros de mayor capacidad, por ejemplo, utilizando dos chips de RAM de 16 GB en lugar de dos unidades de 8 GB. Este enfoque no debería requerir ningún cambio en la placa base u otros componentes. Sin embargo, con la RAM integrada en el SoC, esto requeriría duplicar la capacidad de memoria en el paquete de chips, es decir, un chip M1 revisado. Por lo tanto, es poco probable que Apple agregue una opción de RAM de 32 GB en su actualización de mediados de 2021, ya que lo más probable es que tenga que esperar un nuevo procesador de la serie M, que podría demorar entre 12 y 18 meses.

Además de la CPU, la GPU y la RAM, Apple M1 también cuenta con un Neural Engine de 16 núcleos, un nuevo procesador de señal de imagen (ISP), Secure Enclave, optimización de hardware Rosetta, soporte para hardware de encriptación AES, así como codificación dedicada. y motores de decodificación para contenido de audio y video. Según las primeras revisiones, este último le permite superar a las Mac basadas en x86 por un margen significativo.

El M1 tiene una gama estándar de opciones de E/S con un controlador Thunderbolt capaz de admitir USB 4. Sin embargo, no hay soporte para redes de 10 Gbit desde el primer momento (si lo necesita), y los nuevos MacBook tienen solo dos USB Type- Puertos C/Thunderbolt. Por supuesto, la Mac Mini de escritorio tiene algunos puertos adicionales en comparación con las MacBooks.

Problemas de virtualización y compatibilidad con Apple M1

Dado que estamos hablando de nuevo hardware, no podemos emitir juicios definitivos en esta etapa inicial, aunque las cosas se ven bastante bien. Algunas aplicaciones deberán optimizarse para el nuevo procesador a fin de garantizar la compatibilidad con los procesadores M1 y permitirles utilizar todo su potencial de rendimiento. Afortunadamente, Apple M1 es tan rápido que algunas aplicaciones x86 que se ejecutan en Rosetta 2 aún se ejecutarán más rápido que en chips x86 más antiguos. Gracias al hardware optimizado por Rosetta, las nuevas Mac tienen suficiente rendimiento para asumir la penalización de rendimiento de x86 a ARM y salir victoriosas.

Es fundamental distinguir entre el software que no está optimizado para Apple M1 y el software que actualmente no puede ejecutarse en Rosetta 2 . La falta de optimización dará como resultado un rendimiento degradado, mientras que la falta de compatibilidad dará como resultado proyectos inviables y mucha frustración.

La virtualización es otra fuente de problemas. Ya mencionamos problemas planteados por la comunidad de Docker, y es fácil ver por qué las imágenes x86 pueden resultar problemáticas en esta etapa inicial. Desafortunadamente, todavía no está disponible mucha información sobre el soporte de virtualización en el procesador M1. Aunque Apple no dice mucho, VMware y Parallels ya han anunciado que están trabajando en actualizaciones optimizadas para M1, aunque cabe señalar que VMware no llegó a revelar un cronograma para su implementación.

¿Qué tan serios son estos problemas? Por el momento, algunas herramientas cruciales no se ejecutarán en las nuevas Mac o no se ejecutarán correctamente. Estos incluyen Docker, Android Studio y Haskell. La lista de herramientas que se ejecutarán en Rosetta 2 pero que no están optimizadas para M1 es mucho más extensa e incluye Atom, RStudio, PHPStorm, R, Flutter, VSCode, Golang, .NET e incluso PHP. Se espera que estén optimizados para el silicio de Apple en las próximas semanas y meses.

Puede consultar IsAppleSiliconReady.com para obtener información adicional y actualizaciones. Por supuesto, también puede verificar el estado de cada componente de su pila por su cuenta.

Los diseñadores tienen menos de qué preocuparse, ya que la mayoría de las suites de software funcionarán bien, aunque algunas aún no están optimizadas para el M1. Se habló mucho sobre los productos de Adobe y sobre si serán o no totalmente compatibles en el lanzamiento. Parece que esto no será un gran problema, ya que se espera que Adobe lance actualizaciones a principios de 2021 y se asegure de que todo funcione correctamente. Debido a la popularidad del hardware de Apple entre los diseñadores, puede estar seguro de que Adobe y otros proveedores de software harán todo lo posible para optimizar el software para la nueva arquitectura.

Los complementos de terceros para los productos de Adobe son una preocupación más importante, ya que podría pasar un tiempo antes de que se actualicen.

No olvidemos que la mayoría de los servidores todavía usan chips x86, aunque los procesadores ARM se abrieron camino en ciertos nichos del mercado de servidores. Durante años, las Mac fueron la plataforma de referencia para los desarrolladores de software porque les permitían trabajar en un sistema operativo basado en UNIX que se ejecutaba en hardware x86. Producirían código diseñado para ejecutarse en servidores usando el mismo conjunto de instrucciones y otro sistema operativo basado en UNIX. Con el M1, esto cambiará ya que los desarrolladores de Apple desarrollarán software en hardware ARM y luego lo implementarán en servidores x86.

Por otro lado, las nuevas MacBooks pueden ejecutar aplicaciones de iOS de forma nativa, ya que las Mac y los iPhone ahora comparten la misma arquitectura de CPU. Los usuarios pueden descargar e instalar aplicaciones de iOS a través de la App Store, aunque es posible que la interfaz de usuario no ofrezca la experiencia de usuario pulida que esperamos de Apple.

Implicaciones para los usuarios del mundo real

Apple ha logrado diseñar un potente procesador móvil que dará nueva vida a las MacBooks y Mac Mini. Aunque algunas de las cifras de rendimiento de la empresa eran vagas, los revisores confirman que el nuevo procesador supera fácilmente a los productos de la generación anterior basados ​​en procesadores Intel. Incluso supera a las CPU de escritorio más potentes de Intel y AMD en algunos escenarios, como el video, gracias a los codificadores de hardware dedicados.

Entonces, ¿todo está bien en el universo MacBook? Se ve bien hasta ahora, pero en última instancia depende de tus prioridades y tu stack.

Eficiencia y duración de la batería mejoradas

El M1 sobresale en muchas cosas. El rendimiento en la mayoría de los escenarios es insuperable y, debido a la eficiencia mejorada, su próximo MacBook podría funcionar unas horas más sin cambios en la capacidad de la batería. La eficiencia no solo mejora la duración de la batería. También significa que la MacBook Air puede ofrecer mucho rendimiento con refrigeración pasiva. La MacBook Pro tiene un ventilador, aunque probablemente no girará hasta que la sometas a mucha carga. A todo el mundo le encantan las computadoras silenciosas, y la M1 promete mucho rendimiento sin mucho ruido de ventilador ni calor.

Hay una advertencia que vale la pena mencionar. Los procesadores ARM tienden a ser más eficientes que sus contrapartes x86 en escenarios de bajo consumo, pero debido a la mayor fuga y pérdida de eficiencia en los relojes de núcleo alto, es probable que esta ventaja disminuya bajo una carga pesada. Las mejoras en la duración de la batería serán mayores si pasa la mayor parte de su tiempo navegando, editando documentos o escribiendo código. Probablemente no serán tan impresionantes si compilas mucho código o realizas renderizaciones 3D a diario.

Es probable que la MacBook Air, que generalmente se usa para el consumo de contenido y aplicaciones web, se beneficie más que la MacBook Pro, que se usa principalmente para productividad y aplicaciones de alta carga. Sin embargo, en ambos casos, los usuarios pueden esperar mucha más duración de la batería.

Pero, ¿obtendrán los usuarios de MacBook Pro mucho rendimiento gracias a la refrigeración superior, que permitirá que el procesador funcione a altas velocidades de reloj sin estrangulamiento térmico? No es tan sencillo como con los chips Intel, que se benefician enormemente de los relojes más altos. Como señalamos anteriormente, los chips ARM son diferentes y pierden eficiencia y brindan un aumento de rendimiento menor en relojes más altos.

Conectividad y Expansión

Esto ha sido una fuente de controversia luego de cada lanzamiento de MacBook Pro en los últimos años, ya que Apple tiende a eliminar los puertos físicos con cada nueva generación. Con las nuevas MacBooks, los usuarios tendrán incluso menos opciones y es posible que necesiten más dongles y concentradores USB tipo C que nunca.

La conectividad limitada no será un gran problema para el usuario promedio de MacBook Air, pero los amantes de MacBook Pro tendrán algo de qué quejarse nuevamente. Tampoco olvidemos la falta de redes de 10 Gbit integradas. Esto no afectará a la mayoría de los usuarios, pero algunos profesionales aún confían en redes cableadas rápidas para copiar rápidamente archivos de video grandes y bases de datos a través de su red local. Además, algunos profesionales del video informan problemas de compatibilidad con hardware y periféricos especializados.

Una vez más, la MacBook Air parece salir victoriosa, ya que la mayoría de su base de usuarios no extrañará cosas como las redes de 10 Gbit. Si está comenzando a ver un patrón aquí, no está solo.

Capacidad de actualización y personalización

Finalmente, aquí hay algo en lo que Apple M1 no sobresale. Ya describimos el problema con la RAM integrada en lugar de los módulos de RAM soldados. La integración de RAM en el procesador tiene sus ventajas, ya que simplifica la entrega de energía, reduce el espacio que ocupa la placa base y desbloquea más rendimiento. Aún así, hay un alto precio a pagar por este enfoque. Es difícil ver cómo Apple podría ofrecer opciones de 32 GB o 64 GB en el corto plazo. Si necesita mucha RAM, su única opción en este momento es elegir una MacBook Pro con un procesador Intel.

¿Es esto un factor decisivo para muchos usuarios? Probablemente no, ya que estamos hablando de portátiles de 13 pulgadas. Si está buscando una potente estación de trabajo móvil, probablemente opte por la versión de 16 pulgadas de todos modos. ¿Entonces, cuál es el problema? Bueno, a juzgar por las cifras de rendimiento, las Mac basadas en Intel pueden terminar más lentas en muchos escenarios, por lo que algunos usuarios pueden tener que sacrificar el rendimiento de la CPU para obtener un sistema con más RAM.

Sin embargo, si está buscando reemplazar su MacBook Air de 5 años, debería estar bien con 16 GB o incluso 8 GB de memoria. Nuevamente, el cliente de Air no tiene que comprometerse como su contraparte Pro.

Implicaciones a largo plazo para los usuarios de Linux y Windows

Por primera vez en casi dos décadas, los usuarios de Mac utilizarán procesadores superiores a los chips x86 que alimentan las PC con Windows. Desde 2006, las máquinas Mac y Windows usaban los mismos procesadores, pero ahora Apple tiene su propio silicio para respaldar su sistema operativo. Esto no es solo una cuestión de prestigio o forraje para las guerras de llamas en línea: se trata de una integración vertical a un nivel nunca antes visto en la industria. Apple ahora controla su sistema operativo y el diseño de su CPU. Depende de terceros solo para la fabricación y la comercialización de componentes como almacenamiento, pantallas, paneles táctiles, etc.

La arquitectura ARM ofrece más eficiencia y se escala mejor que x86. Los chips x86 de Intel ya no brindan mejoras sustanciales en el rendimiento con cada nueva generación, aunque cabe señalar que AMD lo está haciendo mejor con sus procesadores Ryzen. Los chips ARM están evolucionando más rápido y brindan mejoras de rendimiento mucho mayores de generación en generación. En menos de diez años, los chips para teléfonos inteligentes de la serie A de Apple han logrado alcanzar a los chips para portátiles x86 de Intel, y la serie M los ha superado. Si seguimos viendo mejoras de rendimiento similares con los futuros procesadores de la serie M, Apple estará en una posición muy sólida en los próximos años.

Windows sigue atascado en x86, no solo porque Microsoft no ha progresado mucho con Windows en ARM, sino porque no hay muchos procesadores ARM y plataformas de hardware adecuadas para las aplicaciones de escritorio de Windows. De hecho, Apple declaró recientemente que "depende de Microsoft" hacer que Windows se ejecute en el M1. Sin embargo, algunos desarrolladores intrépidos ya lograron ejecutar Windows para ARM en el silicio de Apple, y los resultados son buenos, ya que superó al propio Surface Pro X de Microsoft.

Por supuesto, Apple no va a vender sus chips al mejor postor, pero no olvidemos a otros fabricantes de chips ARM como Qualcomm y Samsung. También vale la pena señalar que Nvidia está en proceso de adquirir ARM y esto también podría sacudir el mercado.

La comunidad Hackintosh podría terminar siendo la mayor perdedora de esta transición. A la larga, a medida que Apple comience a vincular su sistema operativo a su silicio, Hackintosh puede convertirse en una nota a pie de página en la historia de la informática. Por el momento, también puede olvidarse de ejecutar Windows a través de Bootcamp, y Linus Torvalds expresó recientemente sus dudas de que Linux se transfiera a Apple M1. Los sistemas operativos basados ​​en UNIX pueden ejecutarse en ARM y x86, por lo que, en teoría, no debería ser demasiado difícil, pero podría haber problemas con los controladores, cargadores de arranque, etc.

¿Debo comprar una Mac Apple M1?

Sí, siempre que haga su tarea primero, ya que los primeros usuarios podrían experimentar algunos problemas de compatibilidad. A medida que las empresas actualicen y optimicen sus productos para el procesador M1, la mayoría de estas preocupaciones desaparecerán.

Si puede vivir con 16 GB de RAM y asegurarse de que las herramientas que usa funcionarán desde el primer día, no hay razón para tener dudas acerca de cambiar a una nueva arquitectura. Al fin y al cabo, estamos hablando de un peso pesado de la industria con una importante cuota de mercado. Todos los proveedores de software se asegurarán de que sus productos funcionen en el hardware de Apple, aunque esto puede demorar algunas semanas o meses. No, no te sentirás como un probador beta, y no, Apple no tratará a las nuevas Mac como el iPad de primera generación o el Apple Watch de generación cero.

Si bien el marketing de Apple puede haber sido vago y demasiado optimista en algunos aspectos, es obvio que el M1 es un procesador muy capaz. Si bien es posible que no supere a algunos chips Intel y AMD en el segmento de gama alta, el hecho de que los usuarios de Mac puedan obtener este nivel de rendimiento en una MacBook Air con refrigeración pasiva o en una computadora de escritorio compacta como la Mac Mini es un testimonio de la destreza de ingeniería de Apple.

Los lectores con ojo de águila pueden haber notado que omití la MacBook Pro, y los entusiastas del hardware probablemente sepan por qué. La diferencia entre los MacBook Pro basados ​​en M1 y los MacBook Air simplemente ya no es tan grande. El Pro tiene una barra táctil, una batería un poco más grande y una mejor refrigeración. Desafortunadamente, ya mencionamos que los chips ARM no se destacan en relojes altos tanto como sus contrapartes x86, por lo que esta ventaja se ve atenuada en virtud de la arquitectura. En otras palabras, el Pro no será notablemente más rápido que el Air en la mayoría de los escenarios. En cargas explosivas, deben estar a la par.

Apple ha estado eliminando puertos físicos de la MacBook Pro durante años, lo que ha causado mucha frustración en los círculos profesionales. Con esta generación, fueron un paso más allá, tal vez incluso un paso más allá. Al igual que el Air, el MacBook Pro carece de las opciones de conectividad, expansión y RAM deseadas por entusiastas y profesionales, pero solo ofrece un rendimiento marginalmente mejor en comparación con el Air. Esto hace que sea mucho más difícil de vender que la MacBook Air.

En pocas palabras: el Apple M1 es una hazaña de ingeniería impresionante que revolucionará la industria. No, no acabará con las computadoras portátiles Windows más baratas o los chips x86. Sin embargo, en este punto, parece que podría terminar perjudicando al MacBook Pro de 13 pulgadas, a menos que Apple pueda sorprendernos pronto con una versión más tentadora. Una variante de 32 GB podría funcionar, pero dada la memoria RAM integrada, es poco probable que veamos una hasta que Apple presente el procesador M2.