Apple M1 Chip ve Intel x86 İşlemciler: Aralarındaki Fark Nedir?

22 HAZİRAN^nd2020, “Apple Silicon” markalı yepyeni bir özel masaüstü ve mobil CPU serisinin duyurulmasıyla Apple için çok önemli bir dönüm noktası oldu. Bu noktaya kadar ve hatta yazı yazarken bile Apple, MacBook Pro ve Mac Pro gibi dizüstü ve masaüstü ürünleri için CPU'ların sağlanması için Intel ile ortaklık kurdu. Bu yeni özel silikon serisinin duyurulmasıyla Apple, Intel tarafından sağlanan CPU'lardan bağımsız olarak geliştirmeyi ve üretmeyi hedeflediği işlemciler lehine geçiş yapmayı planlıyor.

Apple, iPhone'ları için kendi özel mikro işlemcilerini muazzam bir başarıyla geliştiriyor ve üretiyor ve şimdi mobil ve masaüstü CPU pazarını hedefleyerek bu beğeniyi artırmak istemesi şaşırtıcı değil. Bu hareket, Intel’in son zamanlarda yalnızca masaüstü CPU serilerinde değil, aynı zamanda verimlilik gibi parametrelerin hüküm sürdüğü dizüstü bilgisayar CPU pazarında da tam bir yenilik ve ilerleme eksikliğiyle daha da haklı. Intel, 10nm üretim sürecine yönelik hedefli hareketiyle ilgili iyi belgelenmiş sorunlar yaşadı, bu nedenle şimdilik ürünlerinin çoğu için hala 14nm'de takılı kaldılar. Bu, Apple’ınki gibi itibara sahip bir şirket için Intel’den Apple’ın kendi Silikonuna geçişi daha da önemli hale getiriyor.

Elma Silikon

Zaten temellerini ele aldık Apple Silikon ve bunun Intel için anlamı Bu makalede, ancak bugünün içerik parçasında, Apple'ın resmi olarak Apple Silicon markası altında ürettiği ilk ürün de dahil olmak üzere Apple Silicon hakkında birçok yeni bilgiye sahibiz. Apple Silicon, temelde Apple'ın tasarım, üretim, üretim, performans, optimizasyon veya sizde ne gibi konularda tam kontrole sahip olduğu bir dizi işlemci anlamına gelir. Apple, bu CPU serisiyle dizüstü ve masaüstü ürünlerinin kullanıcı deneyimini ve performansını katlanarak iyileştirmeyi hedefliyor, çünkü bu ürünler Intel tarafından önemli performans kazanımlarının olmaması nedeniyle bir şekilde durgunlaştı.

Apple Silicon, Intel'e kıyasla işlemcilerin üretimine tamamen farklı bir yaklaşım getiriyor. Apple, Intel’in x86 mimarisine dayanan işlemcilerinden farklı olarak, özel CPU'larını, makalenin ilerleyen bölümlerinde açıklanacağı üzere kendi avantajları ve dezavantajları ile birlikte gelen ARM mimarisine dayandırıyor. ARM mimarisini Apple’ın 5nm üretim süreciyle birleştiren Apple, yalnızca performans açısından değil, aynı zamanda MacBook serisi gibi dizüstü bilgisayar ürünleri için büyük bir endişe kaynağı olan verimlilik açısından da Intel’in sunduğu teklifleri geride bırakan özel mikro işlemciler üretmeyi hedefliyor.

Elma M1 Çip

Apple’ın Apple Silicon markası altındaki ilk ürünü 10 Kasım’da çıktı^inci, 2020, Apple M1 adını aldı. Bu, Apple tarafından ARM mimarisine dayalı olarak geliştirilen ve 5nm işlem düğümünde üretilen özel bir çiptir. Apple M1, bu çipin gücünden yararlanan dizüstü ve masaüstü bilgisayar kullanıcılarına endüstri lideri performans, güçlü özellikler ve inanılmaz verimlilik vaat ediyor. Yonga (SoC) üzerinde bir sistem olarak M1, Intel veya AMD'den daha önce görülmemiş gerçekten ilginç ve yenilikçi bir tasarımda bir dizi güçlü teknolojiyi tek bir çipte birleştiriyor. M1, 5 nm işlem düğümü kullanılarak oluşturulan ilk kişisel bilgisayar çipidir.

Apple, Apple M1 çipinin öngörülen performansı ve verimliliğiyle ilgili bir dizi cesur iddiada bulundu. Apple'a göre The M1, düşük güçlü silikonda dünyanın en hızlı CPU çekirdeğine, dünyanın watt başına en iyi performansına, dünyanın en hızlı entegre grafik kartına, bir kişisel bilgisayarda, Apple Neural Engine ile çığır açan makine öğrenimi performansına sahiptir. Apple, M1'in Mac için şimdiye kadarki en büyük sıçramayı sağladığını iddia ediyor.

Ürün:% s

Yazma tarihi itibariyle Apple, ana akım tüketici ürünlerinden 3'ünde M1 çipini piyasaya sürdü. Apple Mac Mini, MacBook Air ve MacBook Pro 13 ”şimdi Intel’in bu ürünlerde daha önce yaygın olan x86 CPU teklifleri yerine Apple M1 yongasıyla bir yapılandırma sunuyor. Aslında Apple, Intel tabanlı MacBook'ları ve Mac ürünlerini aniden kaldırmıyor, daha ziyade bu ürünlerin aynı dizide en az iki yıl boyunca birlikte var olması gerekiyor. Apple, şu anda yaklaşık 2 yıl sürmesi beklenen ürün grupları için bir geçiş dönemi planladı. Bu geçiş döneminin sonunda, tüm Apple aygıtlarının Intel’in x86 işlemcileri yerine Apple Silicon işlemciler tarafından çalıştırılması gerekiyor.

Apple M1 donanımlı Mac Mini 699 dolardan, MacBook Air 999 dolardan ve MacBook Pro 1299 dolardan başlıyor.

Çekirdek Mimari ve Tasarım

Şimdiye kadar, bir Mac veya MacBook ürünü tüm özelliklerini sağlamak için birden fazla yongaya ihtiyaç duyuyordu. Ürünün iddia ettiği maksimum performansı sağlamak için CPU, bellek, GPU, G / Ç ve güvenlik bileşenleri gibi birden çok bileşenin ürün içine monte edilmesi ve birbirine bağlanması gerekiyordu. Apple M1 yongası, birkaç ana bileşeni tek bir küçük pakette birleştiren ve artan verimlilik ve performans için hayati önem taşıyan yüksek düzeyde entegrasyon sağlayan tek bir yonga üzerinde sistemdir (SoC). M1 yongası, Apple'ın tek bir çipe yerleştirdiği en yüksek transistör sayısı olan 16 Milyar transistöre sahiptir.

M1, hem performansı hem de verimliliği en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmış 8 çekirdekli bir CPU'nun kalbinde yer almaktadır. Bu nedenle, M1 çipinin gerektiğinde verimlilik için performans ticareti yapmasını sağlayan dört yüksek performanslı çekirdek ve dört yüksek verimli çekirdek içerir. Apple, düşük güçlü silikon söz konusu olduğunda yüksek performanslı çekirdeğinin dünyanın en hızlı CPU çekirdeği olduğunu iddia ediyor, bu nedenle çok iş parçacıklı iş yükleri bu çekirdekler için çocuk oyuncağı olmalı. Yüksek verimli çekirdekler, performansın temelini korurken, daha hızlı çekirdeklerin gücünün onda birini kullanır. Bu çekirdekler hafif görevleri ve arka plan uygulamalarını çalıştırırken, yüksek güçlü çekirdekler en zorlu iş yüklerinin üstesinden gelir.

Şaşırtıcı olmayan bir hareketle Apple, GPU'yu M1 çipinin içine entegre etti ve bu da Apple'ın M1'in eksiksiz bir "Çip Üzerinde Sistem" olduğu iddiasına ağırlık veriyor. M1'in entegre GPU'su, MacBook gibi mobil ürünlerde hayati önem taşıyan performans ve verimlilik arasında bir denge kurmayı hedefliyor. GPU ayrıca 8 çekirdekten oluşur ve Apple'a göre bir seferde yaklaşık 25.000 iş parçacığı yürütebilir. Apple ayrıca bunun şimdiye kadar ürettikleri en gelişmiş grafik işlemcisi olduğunu iddia ediyor.

M1 ayrıca işlemcideki çekirdek tasarıma yerleştirilmiş 16 Çekirdekli Sinir Motoru özelliğine sahiptir. Neural Engine, makine öğrenimi uygulamalarında ve yapay zekada çok yardımcı olabilecek saniyede 11 trilyon muazzam işlem gerçekleştirme kapasitesine sahip. Bu Neural Engine, M1'in mükemmel entegre GPU'su ile birleştiğinde onu Final Cut Pro gibi uygulamalarda mükemmel bir düzenleme ve işleme adayı yapar. Yeni Neural Engine, önceki Mac ürünlerine göre 15 kata kadar daha hızlı makine öğrenimi performansına sahiptir.

Apple ayrıca sistem belleğini M1'deki diğer yonga bileşenleriyle birleştirdi. Mac Mini veya MacBook'un RAM'i artık doğrudan yonganın kendisine entegre edilecek, böylece CPU ve SoC içindeki diğer bileşenlere doğrudan bir bağlantısı olacak. UMA, yüksek bant genişliğine sahip, düşük gecikmeli belleği özel bir pakette tek bir havuzda birleştirmeyi iddia ediyor, böylece SoC'nin tüm bileşenleri birden çok bellek havuzu arasında kopyalamadan aynı verilere erişebilir. RAM artık kullanıcı tarafından yükseltilemediğinden veya değiştirilemediğinden, entegre RAM'in büyük bir dezavantajı vardır.

X86 Intel İşlemciler üzerindeki iyileştirmeler

Apple’ın Intel’den uzaklaşıp kendi ARM tabanlı CPU serisine geçiş kararı esas olarak 3 ana faktör tarafından belirlendi.

Verimlilik

Eskiyen 14nm sürecine dayanarak, mevcut MacBook ve Mac ürünlerindeki Intel CPU'lar oldukça verimsizdir ve özellikle dizüstü bilgisayarlarda yüksek güç tüketimine ve termal kısma sorunlarına yol açar. Bu sorunlar, MacBook ve Mac ürünlerinin potansiyel performansını engellemiştir ve Apple, Intel’in buradaki yenilik eksikliğinden kesinlikle memnun değildi.

M1 Chip'in piyasaya sürülmesiyle, Apple, son nesil CPU'lara kıyasla watt başına muazzam bir 3 kat daha yüksek performans iddia ediyor. Bu, MacBook'ların içindeki SoC'nin Intel'in x86 tabanlı CPU'larına kıyasla daha soğuk çalışmasını ve çok daha az güç çekmesini sağlar. Herhangi bir termal kısıtlamanın kaldırılması, M1 çipinin Mac Mini ve MacBook Air'de görüldüğü gibi aktif soğutma olmadan bile maksimum performans potansiyeline ulaşmasını sağlar.

Bundan daha da etkileyici olanı, yeni M1 tabanlı MacBook'ların şimdi büyük ölçüde iyileştirilmiş pil ömrüdür. Apple, 13 ”MacBook Pro'da 17 saate kadar kablosuz internette gezinme ve 20 saate kadar film oynatma iddiasında bulunuyor. Bunlar, ilk teste kadar doğru görünen gülünç rakamlardır. Bu şaşırtıcı pil ömrü, Apple M1 Chip'in geliştirilmiş verimliliğinin doğrudan bir sonucudur.

Hız

M1 Çip sadece verimlilik söz konusu olduğunda değil, aynı zamanda ham performans açısından da bir şampiyon. Yüksek performanslı ve yüksek verimli çekirdeklerin tasarımıyla birleştirilmiş SoC'nin sıkı sıkıya bağlı yapısı, önceki nesil Intel eşdeğeri ile karşılaştırıldığında 2 kata kadar daha hızlı CPU performansı sağlar. Daha da etkileyici olanı, bunu PC çipinin aynı senaryoda kullandığı gücün yalnızca% 25'ini kullanarak yapmasıdır. Bu, sadece bugün değil, gelecekte de M1 çipinin performansı ve verimliliği hakkında çok şey söylüyor.

Apple ayrıca, M1 içindeki entegre GPU'nun, grafik hızının 2 katına kadar en yeni PC dizüstü bilgisayar çipinden önemli ölçüde daha yüksek grafik performansı sağladığını iddia etti. Sadece o PC karşılığını geçmekle kalmıyor, aynı zamanda aynı senaryoda PC çipinin kullandığı gücün yalnızca% 33'ünü kullanarak bunu yapıyor. 2,6 teraflop iş hacmi ile Apple, M1'in bir kişisel bilgisayarda dünyanın en hızlı tümleşik grafiğine sahip olduğunu iddia ediyor. Bunun gibi verimlilik ve performans, Apple'ın ünlü olduğu kapsamlı optimizasyon çalışmasıyla birleştiğinde, M1 ve gelecekteki Apple Silicon ürünlerini PC rakipleri için rekabet etmeyi son derece zorlaştırabilir.

Apple'a göre, tüm bu iyileştirmelerin bir sonucu olarak M1 3,5 kata kadar daha hızlı CPU performansı, 6 kata kadar daha hızlı GPU performansı ve 15 kata kadar daha hızlı makine öğrenimi sağlarken, tümü önceki nesle göre 2 kata kadar daha uzun pil ömrü sağlar. Mac'ler.

Optimizasyon

Apple, kendi ürünleri söz konusu olduğunda üretim sürecinin her yönünü kontrol etmeyi seven bir şirkettir. Apple zaten kendi işletim sistemine sahip olduğundan, bu işletim sistemi için özel olarak tasarlanmış özel CPU'lar ve diğer bileşenleri üretmek, Apple'ın son kullanıcının deneyimini muazzam bir şekilde optimize etmesine olanak tanıyacak. Apple, işletim sistemi ve uygulamalarının talep ve beklentilerini karşılayacak şekilde M1 yongasının performansını hassas bir şekilde ayarlayabilirken, işletim sistemi M1 yongası ve çeşitli bileşenleriyle çok daha kolay konuşabilir. Bu, Intel CPU'larla daha önce mümkün olandan çok daha iyi bir deneyime yol açabilecek çok daha yüksek bir ayrıntı düzeyi ve kontrol düzeyine izin verecektir.

Buna ek olarak, Apple'ın şimdiye kadarki en gelişmiş donanımlarında çalışan en güçlü yazılımı olduğunu iddia ettiği için macOS Big Sur, M1 çipinin tüm özelliklerinden ve gücünden tam olarak yararlanacak şekilde tasarlanmıştır. M1 ve Big Sur yalnızca son derece hızlı performans ve Instant Wake gibi özellikler vaat etmekle kalmıyor, aynı zamanda her şeyi Apple ekosistemine kilitleyerek cihaza yüksek düzeyde güvenlik getiriyor.

Tüm üretim ve geliştirme sürecinin kontrolünü ele geçirmek, Apple'ın Apple M1 çipinde aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi özel teknoloji sunmasını sağlamıştır:

• Daha iyi gürültü azaltma, daha fazla dinamik aralık ve geliştirilmiş otomatik beyaz dengesi ile daha yüksek kaliteli video için Apple’ın en yeni görüntü sinyali işlemcisi (ISP).
• Sınıfının en iyisi güvenlik için en yeni Secure Enclave.
• Daha hızlı ve daha güvenli SSD performansı için AES şifreleme donanımına sahip yüksek performanslı bir depolama denetleyicisi.
• Mükemmel performans ve uzun pil ömrü için düşük güçlü, yüksek verimli ortam kodlama ve kod çözme motorları.
• USB 4 desteği, 40 Gb / sn'ye kadar aktarım hızları ve her zamankinden daha fazla çevre birimi ile uyumluluk sunan Apple tasarımı Thunderbolt denetleyici.

Bu özel teknolojiler, Apple'ın Apple Silicon işlemcilerinde geliştirdiği umut verici özel özellikler listesine eklenir.

Geçiş

Apple'ın bu duyurudan hemen sonraki planı, bu geçişi hem geliştiriciler hem de son kullanıcılar için olabildiğince sorunsuz ve sorunsuz hale getirmek. Apple, bunu akılda tutarak, Intel CPU'ları temel alan Mac'leri hala piyasada tutma seçeneğini seçti ve aynı zamanda Apple Silikon tabanlı yeni Mac'ler de sundu. Bu birlikte yaşama, Apple'ın planladığı sorunsuz geçişin arkasındaki itici güç olduğunu kanıtlayacak. Bu yılın sonunda Apple Silicon tabanlı Mac'lerin piyasaya çıkmasını bekleyebiliriz, Intel tabanlı Mac'ler de şimdilik pazar alanını paylaşacak. Her şey plana uygun giderse tam geçiş yaklaşık iki yıl sürecektir.

Apple, mevcut uygulamalarını yeni silikonla desteklenen yeni ekosisteme taşıma sürecinde uygun adımları attı. Apple, macOS Big Sur ile geliştiricilere yerel derleyiciler, düzenleyiciler ve hata ayıklama araçları gibi yerleşik araçlara sahip XCode 12 vermiştir. Apple, bu paketi kullanarak çoğu geliştiricinin uygulamalarını birkaç gün içinde Apple Silikon tabanlı Mac'lere taşıyabileceğini iddia ediyor. Apple ayrıca, geliştiricilerin hem daha yeni Apple Silikon tabanlı Mac'ler hem de eski Intel tabanlı Mac'ler ile uyumlu olacak tek bir uygulama oluşturmalarına olanak tanıyan Universal 2 uygulama ikili dosyalarını piyasaya sürdü. Rosetta 2'nin geçiş teknolojisi ile kullanıcılar güncellenmemiş mevcut uygulamaları kullanabilecekler. Bu programlar, Intel’den Apple’ın kendi CPU’larına mümkün olduğunca sorunsuz geçişe izin verecek.

Gelecek

Hiç kimse Apple Silicon ürünleri için geleceğin neler getireceğini kesin olarak söyleyemezken, eğer başlangıçta ilerleyecek bir şey varsa, işler kesinlikle doğru yönde ilerliyor gibi görünüyor. Apple, M1 ile CPU alanında son derece güçlü bir dayanak oluşturdu ve şimdiye kadarki en güçlü masaüstü CPU'larına doğrudan rakip olmasa da, şu anda sunduğu performans ve verimlilik mevcut dizüstü bilgisayar ürünlerinde benzersiz. Bu, Apple'ın yapabileceği kapsamlı optimizasyonla birleştiğinde, M1'i yazının yazıldığı an itibariyle potansiyel alıcılar için güçlü bir seçim haline getiriyor.

Ancak, tüm bu Apple Silikon ekosistemi henüz emekleme aşamasında ve bir geçiş döneminden geçiyor. Potansiyel alıcılar, bir karar vermeden önce bir adım geri çekilip durumu biraz analiz etmek isteyebilirler. Apple'ın kendi özel silikonunu ilk denemesi, son nesil Intel muadillerine kıyasla performans, verimlilik ve pil ömrü açısından bize katlanarak iyileştirmeler sağladı; bu nedenle, M1 veya diğer Apple Silikon ürünlerinin gelecekteki yinelemelerinin bile getirebileceğini varsaymak güvenlidir. daha büyük sıçramalar ve hatta belki daha az maliyetle. Bahsetmiyorum bile, kullanıcılar çeşitli profesyonel ve tüketici uygulamalarında birkaç erken hata bildirdiklerinden, tüm geçiş sisteminin hala mükemmel bir şekilde ütülenmesi gerekiyor. Bir profesyonel olarak, tüm geçiş tamamlanana kadar en azından önümüzdeki iki yıl boyunca bu yeni teknolojiyi tercih etmekten kesinlikle kaçınmalısınız.

Görünüşe göre Apple, 16 inç MacBook Pro için Apple M1'in geliştirilmiş, yüksek çekirdekli bir sürümü olan M1X Chip'i duyurmayı planlıyor. Daha yüksek çekirdek sayılarına sahip daha fazla CPU'nun daha sonra açıklanması bekleniyor Masaüstü iMac'ler ve Mac Profesyonelleri için, bu nedenle programda oldukça hızlı bir şekilde kalabalıklaşacak. Bu nedenle, Apple Silicon ürünlerinin ilk dalgasını beklemek ve daha sonra ihtiyaçlarınızı tam olarak karşılayabilecek daha olgun CPU sürümlerini beklemek iyi bir fikirdir.

Son sözler

Apple, masaüstü CPU pazarına kesinlikle çok güçlü bir şekilde girdi ve iPhone'lardaki engin mühendislik deneyimini ARM tabanlı Apple Silicon ürünlerine taşıdı. Bu CPU'lar, yalnızca performans açısından değil, aynı zamanda pil ömrü gibi özellikleri en üst düzeye çıkarmak için verimlilik açısından da son nesil Mac ürünlerine göre büyük iyileştirmeler sunmayı vaat ediyor. Tamamen özel bir tasarım kullanan Apple, Apple Silikon markası altında piyasaya sürülen ilk tüketici çipi olan M1 ile tam olarak bunu yapmış görünüyor.

M1, iletişimi basitleştirmek ve farklı bileşenler arasındaki gecikmeyi azaltmak için CPU, GPU, bellek ve sinir motorunu tek bir küçük pakette birleştiren Apple tarafından geliştirilen ve üretilen özel bir SoC'dir. 5nm sürecine dayanan SoC tasarımı, Intel muadillerine kıyasla birçok katkıda bulunan faktör nedeniyle verimlilik ve performansta büyük iyileştirmeler sağlar.

Apple, tüm Mac ürünlerinin Intel CPU'larından tamamen kendi Apple Silikon CPU'larına geçmesi için iki yıllık bir geçiş dönemi planladı. Bu süre içinde Apple, Mac'lerin ve MacBook'ların hem Intel sürümünü hem de Apple sürümlerini aynı anda desteklemeyi hedeflerken, Apple Silikon tabanlı Mac'ler için uzatılmış destek ve optimizasyon süresinin daha uzun olması bekleniyor. Apple, uygulama optimizasyonu ile yalnızca geliştiriciler için değil, Rosetta 2 gibi programlarla genel tüketiciler için de harika bir iş çıkardı.

Yine de, tüm geçişin hala erken aşamalarında olduğunu belirtmek önemlidir. Hala tüm bu süreçte çözülmesi gereken birçok karışıklık var ve ilk birkaç Apple Silikon tabanlı CPU'ya atlamak, kendinizi "alıcının pişmanlığına" hazırlamaya benzer. Bu nedenle, en azından Apple makinelerini iş için kullanan profesyoneller için, vardiyayı yapmadan önce daha yüksek çekirdek sayısına ve iyileştirilmiş üretim süreçlerine sahip daha olgun Apple CPU'ları beklemeleri önerilir. Apple Silikon programı burada kalacak ve şu andan itibaren tüm Apple ürünleri için gitmenin yolu gibi görünüyor.