Prezentare generală și compatibilitate procesor Apple M1

Fiecare eveniment Apple atrage multă atenție, dar lansarea MacBook Air, MacBook Pro și Mac Mini din 2020 a fost mai mult decât noi funcții și design industrial elegant. Anul acesta, marea veste este ascunsă adânc în interiorul șasiului din aluminiu anodizat al noilor MacBook-uri, sub forma Apple M1 System on a Chip (SoC), care înlocuiește procesoarele Intel în MacBook-urile de 13 inci și Mac Mini.

De ce este atât de importantă trecerea la procesoarele Apple? La urma urmei, Apple își proiectează procesoarele pentru smartphone-uri încă din 2010 și nu este prima dată când îmbrățișează o nouă arhitectură CPU. Apple a trecut printr-o serie de arhitecturi diferite, de la procesoarele Motorola în zilele sale Wozniak, la cipurile PowerPC în anii '90, până la procesoarele Intel x86 în 2005. Acum compania trece la un procesor bazat pe ARM, cu design propriu. În schimb, platforma Windows PC a rămas pe procesoarele x86 de la lansarea primului PC IBM în 1981.

Astăzi vom arunca o privire mai atentă la noul cip M1 al Apple, la implicațiile sale pentru inginerii de software, designeri, consumatori și industrie în ansamblu. Nu vă vom oferi recenzii detaliate de performanță sau nu vă vom testa compatibilitatea suitelor și instrumentelor software individuale, a software-ului vechi, a SDK-urilor și așa mai departe pentru concizie. Deoarece puteți găsi cu ușurință benchmark-uri și recenzii pe site-uri hardware de renume, ne vom concentra pe imaginea de ansamblu și ne vom adresa unor preocupări exprimate de designeri și dezvoltatori interesați să cumpere noile MacBook-uri M1 de la Apple.

Ce face procesorul Apple M1 diferit?

Ce face diferit procesorul Apple M1? Apple M1 diferă de procesoarele Intel utilizate în MacBook-urile anterioare în multe privințe:

• M1 este un procesor ARM, nu un procesor x86.
• Acesta integrează mai multe componente decât un procesor Intel.
• Apple M1 integrează și RAM în același pachet.
• Dispune de translație binară dinamică Rosetta 2 care îi permite să ruleze software x86.
• Cipul are opt nuclee CPU, pe lângă GPU-ul integrat.
• Este fabricat folosind procesul de 5 nanometri și are 16 miliarde de tranzistori.

Pentru utilizatorul obișnuit, cele mai multe dintre aceste specificații nu vor însemna mare lucru, dar utilizatorii cu putere ar trebui să ia notă: Apple M1 bazat pe ARM ar trebui să ruleze software x86 vechi folosind Rosetta, care ar putea cauza efecte adverse asupra performanței atunci când rulează aplicații x86. Din fericire, datorită vitezei sale, M1 va depăși în continuare cipurile Intel mai vechi în majoritatea scenariilor, chiar și cu aplicațiile x86 vechi. De asemenea, sunt de așteptat unele probleme de început, deoarece instrumentele și aplicațiile exotice ar putea să nu se epuizeze din cutie sau pot suferi o penalizare de performanță. Cu toate acestea, aceste probleme vor fi rezolvate, iar majoritatea utilizatorilor nu trebuie să-și facă griji pentru ele.

De exemplu, utilizatorii Docker nu erau siguri dacă imaginile lor x86-64 vor funcționa corect sau nu. Deocamdată, se confruntă cu probleme serioase, iar Docker nu funcționează corect. Deși Adobe lucrează pentru a-și optimiza produsele pentru M1, designerii care se bazează pe plug-in-uri terță parte pentru produsele Adobe se confruntă cu probleme de compatibilitate.

Acest lucru este de așteptat pe noul hardware, deoarece dezvoltatorii au nevoie de timp pentru a se recupera pentru a asigura compatibilitatea și a-și porta software-ul pentru noul hardware. Poate dura ceva timp.

Proiectat de Apple, comercializat de Apple

Apple a folosit evenimentul pentru a susține că M1 este cel mai rapid nucleu procesor de pe piață, dar pasionații de hardware s-au grăbit să sublinieze că unele dintre afirmațiile sale de performanță erau vagi și greu de confirmat. Nu vom pune la încercare fiecare afirmație de marketing Apple, deoarece recenzenții independenți au făcut deja acest lucru, iar recenziile sunt în mare parte pozitive. M1 nu este cel mai rapid procesor de pe planetă, dar pare a fi cel mai rapid procesor pentru notebook-uri ultraportabile.

Să aruncăm o privire mai atentă asupra designului Apple M1 și să explicăm ce îl face ingenios și cum ar putea avea un impact profund asupra industriei.

Design și caracteristici Apple M1

Cipul Apple M1 are patru nuclee CPU Firestorm mari pentru scenarii de încărcare mare, susținute de patru nuclee CPU Icestorm mai mici, concepute pentru eficiență. Dacă acest lucru vă sună familiar, probabil că ați întâlnit telefoane Android cu un aspect similar al procesorului ARM. ARM numește acest aspect ARM big.LITTLE și există din 2014. CPU folosește setul de extensii AArch64 sau ARM64 al arhitecturii ARM.

De asemenea, probabil că sunteți obișnuit și cu GPU-urile integrate, deoarece acestea sunt folosite în cipurile Intel și AMD de ani de zile. GPU-ul folosit la Apple M1 are opt nuclee și ocupă puțin mai mult spațiu pe cip decât cele opt nuclee CPU. Apple susține că GPU-ul poate oferi 2,6 TFLOPS. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, GeForce GTX 1050Ti de la Nvidia din 2016 gestionează 2.1 TFLOPS. Aceasta este o placă grafică desktop cu 3,3 miliarde de tranzistori care consumă până la 75 W de putere, învinsă de grafica integrată pe un MacBook Air răcit pasiv.

Singurul dezavantaj este că nu există suport eGPU și nu puteți obține grafică discretă. Nici Apple nu a oferit GPU-uri discrete opționale pe MacBook-uri de 13 inchi alimentate de procesoare Intel. În cazul în care aveți nevoie de un Radeon Pro pe noul dvs. MacBook, va trebui totuși să obțineți un MacBook Pro de 16 inchi.

M1 integrează, de asemenea, memorie RAM în pachetul SoC, la fel ca cele mai recente procesoare din seria A ale companiei utilizate în iPhone-uri și iPad-uri. Aceasta este o premieră pentru procesoarele care nu sunt proiectate pentru dispozitive care consumă conținut, cum ar fi telefoanele.

Anterior, MacBook-urile prezentau memorie DDR4 lipită pe placa de bază. Această nouă abordare permite Apple să utilizeze o nouă arhitectură de memorie unificată. Apple M1 folosește memorie LP-DDR4X care rulează la 3733MHz. Acest lucru permite atât procesorului, cât și GPU-ului să îl acceseze la viteze mari, dar acest grad ridicat de integrare are un preț.

Dezavantajul este că cipul M1 va fi disponibil cu doar 8GB și 16GB de RAM, cel puțin deocamdată. Lipirea de 8 GB sau 16 GB de RAM pe MacBook Air sau Mac Mini nu ar trebui să fie o problemă pentru majoritatea utilizatorilor, dar mulți pasionați de MacBook Pro nu vor fi încântați de perspectiva de a cumpăra un aparat de 16 GB care nu poate fi actualizat.

Desigur, ne-am obișnuit cu laptopurile cu memorie RAM lipită, dar acest lucru este diferit. Cu RAM lipită, producătorii își pot reîmprospăta gama de produse schimbând cipurile RAM cu altele de capacitate mai mare, de exemplu folosind două cipuri RAM de 16 GB în loc de două unități de 8 GB. Această abordare nu ar trebui să necesite nicio modificare a plăcii de bază sau a altor componente. Cu toate acestea, cu RAM integrată în SoC, acest lucru ar necesita dublarea capacității de memorie din pachetul de cip, adică un cip M1 revizuit. Prin urmare, este puțin probabil ca Apple să adauge o opțiune de 32 GB RAM în actualizarea sa de la jumătatea anului 2021, deoarece cel mai probabil va trebui să aștepte un nou procesor din seria M, care ar putea dura între 12 și 18 luni.

Pe lângă CPU, GPU și RAM, Apple M1 are și un motor neuronal cu 16 nuclee, un nou procesor de semnal de imagine (ISP), Secure Enclave, optimizare hardware Rosetta, suport pentru hardware de criptare AES, precum și codare dedicată și motoare de decodare pentru conținut audio și video. Potrivit primelor recenzii, acesta din urmă îi permite să depășească Mac-urile bazate pe x86 cu o marjă semnificativă.

M1 are o gamă standard de opțiuni I/O cu un controler Thunderbolt capabil să accepte USB 4. Cu toate acestea, nu există suport pentru rețea de 10 Gbit din cutie (dacă aveți nevoie), iar noile MacBook-uri au doar două USB Type- Porturile C/Thunderbolt. Desigur, desktopul Mac Mini are câteva porturi suplimentare în comparație cu MacBook-urile.

Probleme legate de compatibilitatea și virtualizarea Apple M1

Deoarece discutăm despre hardware nou, nu putem face judecăți definitive în acest stadiu incipient, deși lucrurile arată destul de bine. Unele aplicații vor trebui optimizate pentru noul procesor pentru a asigura suport pentru procesoarele M1 și pentru a le permite să-și utilizeze întregul potențial de performanță. Din fericire, Apple M1 este atât de rapid încât unele aplicații x86 care rulează pe Rosetta 2 vor rula în continuare mai repede decât pe cipurile x86 mai vechi. Datorită hardware-ului optimizat Rosetta, noile Mac-uri au suficientă performanță pentru a lua penalizarea de performanță x86-to-ARM și a ieși în top.

Este esențial să se facă distincția între software-ul care nu este optimizat pentru Apple M1 și software-ul care nu poate rula în prezent pe Rosetta 2 . Lipsa optimizării va duce la o performanță degradată, în timp ce lipsa de compatibilitate va duce la proiecte imposibil de realizat și multă frustrare.

Virtualizarea este o altă sursă de probleme. Am menționat deja problemele aduse de comunitatea Docker și este ușor de înțeles de ce imaginile x86 s-ar putea dovedi problematice în această etapă incipientă. Din păcate, multe informații despre suportul pentru virtualizare pe procesorul M1 nu sunt încă disponibile. Deși Apple nu spune prea multe, VMware și Parallels au anunțat deja că lucrează la actualizări optimizate pentru M1, deși trebuie remarcat că VMware nu a dezvăluit o cronologie pentru lansarea sa.

Cât de grave sunt aceste probleme? Deocamdată, unele instrumente esențiale fie nu vor rula pe noile Mac-uri, fie nu vor funcționa corect. Acestea includ Docker, Android Studio și Haskell. Lista instrumentelor care vor rula pe Rosetta 2, dar care nu sunt optimizate pentru M1 este mult mai extinsă și include Atom, RStudio, PHPStorm, R, Flutter, VSCode, Golang, .NET și chiar PHP. Se așteaptă ca acestea să fie optimizate pentru silicon Apple în următoarele săptămâni și luni.

Puteți consulta IsAppleSiliconReady.com pentru informații suplimentare și actualizări. Desigur, puteți verifica și starea fiecărei componente a stivei dvs. pe cont propriu.

Designerii au mai puține griji, deoarece majoritatea suitelor de software vor funcționa bine, deși unele încă nu sunt optimizate pentru M1. S-a vorbit mult despre produsele Adobe și dacă vor fi sau nu pe deplin compatibile la lansare. Se pare că aceasta nu va fi o problemă mare, deoarece Adobe se așteaptă să lanseze actualizări la începutul lui 2021 și să se asigure că totul funcționează corect. Datorită popularității hardware-ului Apple în rândul designerilor, fiți siguri că Adobe și alți furnizori de software vor face tot posibilul pentru a optimiza software-ul pentru noua arhitectură.

Plug-in-urile de la terți pentru produsele Adobe reprezintă o preocupare mai importantă, deoarece ar putea dura ceva timp până când toate acestea sunt actualizate.

Ca să nu uităm, majoritatea serverelor încă folosesc cipuri x86, deși procesoarele ARM au făcut incursiuni în anumite nișe ale pieței de servere. Ani de zile, Mac-urile au fost platforma de bază pentru dezvoltatorii de software, deoarece le-au permis să lucreze pe un sistem de operare bazat pe UNIX care rulează pe hardware x86. Ei ar produce cod conceput pentru a rula pe servere folosind același set de instrucțiuni și un alt sistem de operare UNIX. Cu M1, acest lucru se va schimba, deoarece dezvoltatorii Apple vor dezvolta software pe hardware ARM și apoi îl vor lansa pe servere x86.

Pe de altă parte, noile MacBook-uri pot rula aplicații iOS în mod nativ, deoarece Mac-urile și iPhone-urile au acum aceeași arhitectură CPU. Utilizatorii pot descărca și instala aplicații iOS prin App Store, deși este posibil ca interfața de utilizare să nu ofere o experiență de utilizator rafinată la care ne așteptăm de la Apple.

Implicații pentru utilizatorii din lumea reală

Apple a reușit să creeze un procesor mobil puternic, care va da o viață nouă MacBook-urilor și Mac Mini. Deși unele dintre cifrele de performanță ale companiei au fost vagi, recenzenții confirmă că noul procesor bate cu ușurință produsele din generația anterioară bazate pe procesoare Intel. Depășește chiar și procesoarele desktop mai puternice de la Intel și AMD în unele scenarii, cum ar fi video, datorită codificatoarelor hardware dedicate.

Deci, totul este bine în universul MacBook? Arată bine până acum, dar în cele din urmă depinde de prioritățile tale și de stiva ta.

Durată de viață și eficiență îmbunătățite a bateriei

M1 excelează la multe lucruri. În majoritatea scenariilor, performanța este inegalabilă și, datorită eficienței îmbunătățite, următorul tău MacBook ar putea funcționa cu câteva ore mai mult, fără modificări ale capacității bateriei. Eficiența nu numai că îmbunătățește durata de viață a bateriei. De asemenea, înseamnă că MacBook Air poate oferi o mulțime de performanțe cu răcire pasivă. MacBook Pro are un ventilator, deși probabil nu se va învârti până nu îl puneți sub o încărcare mare. Toată lumea iubește computerele silențioase, iar M1 promite o mulțime de performanțe fără prea mult zgomot sau căldură ale ventilatorului.

Există un avertisment care merită menționat. Procesoarele ARM tind să fie mai eficiente decât omologii lor x86 în scenarii cu consum redus, dar din cauza scurgerilor mai mari și a pierderii eficienței la ceasuri de bază înalte, este probabil ca acest avantaj să scadă sub sarcină grea. Îmbunătățirea duratei de viață a bateriei va fi mai mare dacă vă petreceți cea mai mare parte a timpului navigând, editând documente sau scriind cod. Probabil că nu vor fi la fel de impresionante dacă compilați mult cod sau faceți randare 3D zilnic.

MacBook Air, folosit în mod obișnuit pentru consumul de conținut și aplicații web, este probabil să beneficieze mai mult decât MacBook Pro, care este folosit în principal pentru aplicații de productivitate și de încărcare mare. În ambele cazuri, totuși, utilizatorii se pot aștepta la o viață mult mai mare a bateriei.

Dar utilizatorii de MacBook Pro vor câștiga multă performanță datorită răcirii superioare, care va permite procesorului să funcționeze la viteze mari de ceas fără limitare termică? Nu este la fel de simplu ca în cazul cipurilor Intel, care beneficiază foarte mult de ceasuri mai mari. După cum am menționat mai devreme, cipurile ARM sunt diferite și își pierd eficiența și oferă o creștere mai mică a performanței la ceasuri mai mari.

Conectivitate și extindere

Aceasta a fost o sursă de controversă după fiecare lansare a MacBook Pro din ultimii ani, deoarece Apple tinde să elimine porturile fizice cu fiecare nouă generație. Cu noile MacBook-uri, utilizatorii vor avea și mai puține opțiuni și ar putea avea nevoie de mai multe dongle-uri și hub-uri USB Type-C decât oricând.

Conectivitatea limitată nu va fi o problemă pentru utilizatorul obișnuit de MacBook Air, dar iubitorii de MacBook Pro vor avea de ce să se plângă, din nou. Să nu uităm nici de lipsa rețelei de 10 Gbit la bord. Acest lucru nu va afecta majoritatea utilizatorilor, dar unii profesioniști încă se bazează pe rețele rapide, cu fir pentru a copia rapid fișiere video mari și baze de date prin rețeaua locală. De asemenea, unii profesioniști din domeniul video raportează probleme de compatibilitate cu hardware și periferice specializate.

Încă o dată, MacBook Air pare să iasă pe primul loc, deoarece majoritatea bazei sale de utilizatori nu vor rata lucruri precum rețeaua de 10 Gbit. Dacă începi să vezi un model aici, nu ești singur.

Posibilitate de actualizare și personalizare

În cele din urmă, iată ceva la care Apple M1 nu excelează. Am subliniat deja problema cu RAM integrată, spre deosebire de modulele RAM lipite. Integrarea memoriei RAM pe procesor are avantajele sale, deoarece simplifică furnizarea de energie, reduce amprenta plăcii de bază și deblochează mai multă performanță. Totuși, există un preț mare de plătit pentru această abordare. Este greu de văzut cum Apple ar putea oferi opțiuni de 32 GB sau 64 GB în curând. Dacă ai nevoie de multă memorie RAM, singura ta opțiune în acest moment este să alegi un MacBook Pro cu procesor Intel.

Este acesta un deal-breaker pentru mulți utilizatori? Probabil că nu, întrucât vorbim de laptopuri de 13 inci. Dacă sunteți în căutarea unei stații de lucru mobile puternice, probabil că oricum ați opta pentru versiunea de 16 inchi. Deci care este problema? Ei bine, judecând după cifrele de performanță, Mac-urile bazate pe Intel pot ajunge mai lente în multe scenarii, așa că unii utilizatori ar putea fi nevoiți să sacrifice performanța procesorului pentru a obține un sistem cu mai multă RAM.

Cu toate acestea, dacă doriți să înlocuiți MacBook Air vechi de 5 ani, ar trebui să vă fie bine cu 16 GB sau poate chiar 8 GB de memorie. Din nou, clientul Air nu trebuie să facă compromisuri la fel ca omologul său Pro.

Implicații pe termen lung pentru utilizatorii Linux și Windows

Pentru prima dată în aproape două decenii, utilizatorii de Mac vor folosi procesoare superioare cipurilor x86 care alimentează computerele Windows. Din 2006, mașinile Mac și Windows au folosit aceleași procesoare, dar acum Apple are propriul său siliciu pentru a-și susține sistemul de operare. Aceasta nu este doar o chestiune de prestigiu sau nutreț pentru războaiele de flăcări online - aceasta este o integrare verticală la un nivel nemaivăzut anterior în industrie. Apple își controlează acum sistemul de operare, precum și designul procesorului. Se bazează pe terți numai pentru fabricarea și componentele de marfă, cum ar fi stocarea, afișajele, touchpad-urile și așa mai departe.

Arhitectura ARM oferă mai multă eficiență și se scalează mai bine decât x86. Cipurile Intel x86 nu mai oferă îmbunătățiri substanțiale de performanță cu fiecare nouă generație, deși trebuie remarcat că AMD se descurcă mai bine cu procesoarele Ryzen. Cipurile ARM evoluează mai rapid și oferă îmbunătățiri mult mai mari de performanță de la o generație la alta. În mai puțin de zece ani, cipurile pentru smartphone-uri din seria A de la Apple au reușit să ajungă din urmă cu cipurile pentru notebook-uri Intel x86, iar seria M le-a depășit. Dacă vom continua să vedem îmbunătățiri similare de performanță cu viitoarele procesoare din seria M, Apple va fi într-o poziție foarte puternică pentru anii următori.

Windows rămâne blocat pe x86, nu doar pentru că Microsoft nu a făcut prea multe progrese cu Windows pe ARM, ci pentru că nu există atât de multe procesoare ARM și platforme hardware potrivite pentru aplicațiile desktop Windows. De fapt, Apple a declarat recent că este „la latitudinea Microsoft” să facă Windows să ruleze pe M1. Cu toate acestea, unii dezvoltatori îndrăzneți au reușit deja să ruleze Windows pentru ARM pe silicon Apple, iar rezultatele sunt bune, deoarece a depășit-o pe Surface Pro X de la Microsoft.

Desigur, Apple nu își va vinde cipurile celui mai mare ofertant, dar să nu uităm de alți producători de cipuri ARM, cum ar fi Qualcomm și Samsung. De asemenea, este de remarcat faptul că Nvidia este în proces de achiziție a ARM și acest lucru ar putea zgudui și piața.

Comunitatea Hackintosh ar putea ajunge să fie cel mai mare ratat al acestei tranziții. Pe termen lung, pe măsură ce Apple începe să-și lege sistemul de operare de siliciul său, Hackintosh poate deveni o notă de subsol în istoria computerelor. Deocamdată, puteți uita de rularea Windows și prin Bootcamp, iar Linus Torvalds și-a exprimat recent îndoielile că Linux va fi portat pe Apple M1. Sistemele de operare bazate pe UNIX pot rula pe ARM și x86, așa că, teoretic, nu ar trebui să fie prea greu, dar ar putea apărea probleme cu driverele, încărcătoarele și așa mai departe.

Ar trebui să cumpăr un Apple M1 Mac?

Da, cu condiția să vă faceți mai întâi temele, deoarece cei care adoptă timpuriu ar putea întâmpina unele probleme de compatibilitate. Pe măsură ce companiile își actualizează și își optimizează produsele pentru procesorul M1, majoritatea acestor preocupări vor dispărea.

Dacă poți trăi cu 16 GB de RAM și să te asiguri că instrumentele pe care le folosești vor funcționa din prima zi, nu există niciun motiv să te îndoiești cu privire la trecerea la o nouă arhitectură. La urma urmei, vorbim despre o industrie grea cu o cotă de piață semnificativă. Fiecare furnizor de software se va asigura că produsele lor funcționează pe hardware Apple, deși acest lucru poate dura câteva săptămâni sau luni. Nu, nu te vei simți ca un tester beta și nu, Apple nu va trata noile Mac-uri ca iPad-ul de prima generație sau Apple Watch-ul de generație zero.

În timp ce marketingul Apple ar fi fost vag și prea optimist în unele privințe, este evident că M1 este un procesor foarte capabil. Deși s-ar putea să nu depășească unele cipuri Intel și AMD în segmentul high-end, faptul că utilizatorii de Mac pot obține acest nivel de performanță într-un MacBook Air răcit pasiv sau un desktop compact precum Mac Mini este o dovadă a priceperii inginerești a Apple.

Cititorii cu ochii de vultur au observat că am omis MacBook Pro, iar pasionații de hardware știu probabil de ce. Diferența dintre MacBook Pro bazate pe M1 și MacBook Air pur și simplu nu mai este atât de mare. Pro are o bară tactilă, o baterie puțin mai mare și o răcire mai bună. Din păcate, am menționat deja că cipurile ARM nu excelează la ceasuri înalte la fel de mult ca și omologii lor x86, așa că acest avantaj este atenuat din cauza arhitecturii. Cu alte cuvinte, Pro nu va fi vizibil mai rapid decât Air în majoritatea scenariilor. În încărcăturile de explozie, acestea ar trebui să fie la egalitate.

Apple a eliminat porturile fizice de pe MacBook Pro de ani de zile, provocând multă frustrare în cercurile profesionale. Cu această generație, au făcut un pas mai departe, poate chiar un pas prea departe. Ca și Air, MacBook Pro nu are opțiuni de conectivitate, expansiune și RAM dorite de entuziaști și profesioniști, dar oferă doar o performanță puțin mai bună în comparație cu Air. Acest lucru îl face să se vândă mult mai greu decât MacBook Air.

Concluzia: Apple M1 este o faptă impresionantă de inginerie care va zgudui industria. Nu, nu va distruge laptopurile Windows sau cipurile x86 mai ieftine. Cu toate acestea, în acest moment, se pare că ar putea foarte bine să rănească MacBook Pro de 13 inchi, dacă Apple nu ne poate surprinde în curând cu o versiune mai atrăgătoare. O variantă de 32 GB ar putea face șmecheria, dar având în vedere memoria RAM integrată, este puțin probabil să vedem una până când Apple va dezvălui procesorul M2.