Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
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 начал путь Apple 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 был быстрым, это все еще был небольшой SoC — для таких устройств, как iPad Pro, и соответственно имеющий более низкий TDP, все еще проигрывающий более крупным и мощным чипам от конкурентов.
Сегодняшние два новых чипа стремятся изменить эту ситуацию, при этом Apple делает все возможное для повышения производительности, с большим количеством ядер процессора, большим количеством ядер графического процессора, гораздо больше кремния. И Apple также увеличивает энергетический бюджет гораздо больше, чем они когда-либо делали в смартфонах или планшетах.
M1 Pro: 10-ядерный процессор, 16-ядерный графический процессор, 33,7 млрд транзисторов в 245 мм2
Первым из двух чипов, которые были анонсированы, был M1 Pro — закладывая основу для того, что Apple называет бескомпромиссными SoC для ноутбуков.
Apple начала презентацию с показа упаковки SoC, M1 Pro сохраняет собственный дизайн упаковки. Apple упаковывает чип SoC вместе с чипами памяти на одной органической печатной плате, что контрастирует с другими традиционными чипами, такими как AMD или Intel, с отдельными модулями DRAM. Подход Apple, вероятно, значительно повышает энергоэффективность и компактность.
Компания раскрывает, что они удвоили пропускную способность шины памяти для M1 Pro по сравнению с M1, перейдя от 128-битного интерфейса LPDDR4X к новому 256-битному интерфейсу LPDDR5, заявляя пропускную способность памяти до 200 ГБ/с. Мы не знаем, является ли эта цифра точной или округленной, но стандарт LPDDR5-6400 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 мы видим, что контроллеры памяти занимают 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, что значительно повышает энергоэффективность. Этот блок SLC нового поколения выглядит совсем иначе, чем мы видели на 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 — мы отметили, 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 2x12 МБ аналогично конфигурациям AMD. В таком случае синхронизация двух кластеров производительных ядер будет проходить через внутреннюю шину и SLC. Естественно это предположение, но это 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 все, что может предложить Intel, 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%. Обе цифры просто огромные и 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, поэтому компания решила провести прямые сравнения с дискретной графикой ноутбуков среднего класса — GeForce RTX 3050 Ti 4 ГБ. Чип Apple достиг такой же производительности, используя на 70% меньшую мощность. Уровни мощности около 30 Вт — неясно, является ли это общей мощностью SoC или системы, или же 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 будет чрезвычайно интересно создателям контента и профессиональным видеографам. Apple Mac имеют хорошую репутацию для редактирования 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 мм2.
Наряду с M1 Pro, Apple также объявила о большем брате — M1 Max. В то время как M1 Pro догоняет и опережает конкурентные ноутбуки с точки зрения производительности, M1 Max стремится дать то, чего никогда раньше не было: графический процессор «с турбонаддувом» на 32 ядра. По сути, это больше не SoC со встроенным графическим процессором, а GPU с встроенным SoC.
Упаковка для M1 Max тоже отличается — увеличились чипы DRAM с 2 до 4, что соответствует увеличению ширины интерфейса памяти с 256-бит до 512-бит. Apple рекламирует огромную пропускную способность в 400 ГБ/с. Если это LPDDR5-6400, было бы более точным указать 409,6 ГБ/с. Такая пропускная способность неслыханна в SoC, но вполне нормальна в высокопроизводительных графических процессорах.
Чип M1 Max выглядит довольно своеобразно — во-первых, вся верхняя часть чипа над графическим процессором выглядит идентично 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. И снова интересно отметить — 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 действительно огромен — Apple сообщила, что количество транзисторов M1 Pro составляет 33,7 млрд, в то время как M1 Max разрастается до 57 млрд транзисторов. AMD рекламирует 26,8 млрд транзисторов для графического процессора Navi 21 на 520 мм2 на 7-нанометровом процессе TSMC. Apple здесь имеет более чем в два раза больше транзисторов при меньшем размере чипа благодаря использованию передового 5-нанометрового процесса TSMC. Даже по сравнению с самым большим 7-нанометровым чипом NVIDIA, 54 млрд транзисторов в серверных GA100 — M1 Max имеет большее количество транзисторов.
Что касается размеров чипов, Apple представила слайд 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 мм2, соответственно M1 Pro 245 мм2, а M1 Max около 432 мм2.
Большая часть чипа занята 32-ядерным графическим процессором, для которого Apple заявляет 10,4 терафлопс. Похоже, что Apple зеркалировала их 16-ядерный GPU. Первое, что пришло на ум — это 2 графических процессора, работающих в унисон, и какая-то общая логика между двумя половинами графического процессора. Мы могли бы внести больше ясности по этому поводу, как только проверим поведение системы на программном уровне.
С точки зрения производительности Apple борется с самым лучшим доступным на рынке, сравнивая производительность M1 Max с производительностью мобильного GeForce RTX 3080 при меньшей мощности на 100 Вт (60 Вт против 160 Вт). Apple также показывает вариант RTX 3080 мощностью 100 Вт для сравнения. 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. И M1 Pro, 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 закладывают невероятную основу для продуктов Apple Mac, выходя далеко за рамки того, что мы видели у любого конкурента.
