В ноябре 2020 года Apple представила M1 — первый в истории компании чип, разработанный и оптимизированный специально для Mac и macOS. Спустя год результаты исследований позволяют с уверенностью говорить, что он многократно повысил производительность, энергоэффективность и время автономной работы использующих его устройств Apple.
Инновационная система М1 сменила процессоры Intel, поколениями которых оснащались Mac. Традиционно в Мас использовалось несколько микросхем для центрального процессора, контроллеров ввода-вывода, безопасности и других функций, собранных на материнской плате. М1 — первая система с абсолютно новым уровнем интеграции.
Она впервые объединила несколько мощных технических компонентов на едином кристалле Apple Silicon (SoC). Среди них — центральный процессор, оперативная память, графический процессор, система машинного обучения Neural Engine, процессор обработки сигнала изображения, подсистема для защиты конфиденциальных данных пользователя Secure Enclave и другие. Сделать это позволила передовая 5-нанометровая технология производства, при которой возможно более плотное размещение транзисторов. Чип М1 впервые для Apple вмещает 16 миллиардов транзисторов. В результате сокращаются затраты энергии, а скорость прохождения сигнала возрастает.
Центральный процессор чипа М1 включает четыре ядра производительности для сценариев с высокой нагрузкой и четыре ядра для повышения эффективности. Ядра производительности отвечают за максимально эффективное и быстрое выполнение одно- и многопоточных процессов. Ядра эффективности оптимизируют выполнение простых задач и расход энергии. Вместе восемь ядер увеличивают производительность на ватт центрального процессора до рекордных показателей, а их вычислительной мощности хватает на самые ресурсоемкие процессы.
Встроенный графический процессор, тестирование которого позволяет Apple говорить о нем как о самом быстром в мире (2,6 терафлопс), также имеет восемь ядер. В максимальной конфигурации он способен обрабатывать одновременно до 25 тысяч потоков данных.
Еще одна инновация, которую Apple применила в чипе М1, — это архитектура объединенной памяти. Благодаря ее использованию все технические компоненты чипа, например, центральный и графический процессоры, могут обращаться к одним и тем же данным без их копирования в отдельные пулы памяти. Это, кроме прочего, обеспечивает высокую пропускную способность и минимальную задержку при обращении.
Итак, по сути, чип М1 — это автономный компьютер в виде микросхемы. Объединяя компоненты на одном кристалле, он позволяет новым Мас работать быстрее и эффективнее, чем устройствам предыдущего поколения, что подтверждают многочисленные тесты производительности.
С чипом М1 8-ядерный процессор работает до трех раз продуктивнее. Это в значительной степени ускоряет выполнение всех сложных задач, в том числе компиляцию программного кода и обработку графики. Однако у новых Мас выше не только мощность, эффективность и скорость вычислений. Значительно изменились и показатели производительности:
- скорость машинного обучения выросла до 15 раз;
- время отклика в web-приложениях сократилось до 50%;
- скорость отображение графики в браузере выросла до двух раз.
Новые версии операционной системы macOS на устройствах с чипом М1 поддерживают больше приложений, в том числе бета-версии. Если приложение пока не оптимизировано для чипа М1, его можно запустить благодаря эмулятору Rosetta 2. Одна из главных новинок, которая порадует разработчика для iOS, — это возможность открывать приложения для iPhone и iPad на своей рабочей машине без запуска дополнительных симуляторов.
Разработчики, использующие технологии машинного обучения, смогут выйти на новый уровень благодаря системе Apple Neural Engine. Это 16-ядерный сопроцессор, система, предназначенная для ускорения машинного обучения. Она способна выполнять до 11 триллионов операций в секунду.
Отдельно стоит отметить уникальные возможности, упрощающие удаленную работу с новыми устройствами Мас. Развертывание софта происходит автоматически, а инфраструктура управляется с помощью системы MDM. Это, по данным расчетов Forrester, значительно сокращает затраты на работу технических отделов. Благодаря тому, что технические компоненты чипа М1 и новые версии macOS максимально энергоэффективны, время автономной работы у отдельных моделей увеличено до 20 часов. Наконец, новая версия сопроцессора Secure Enclave и контроллер хранилища с AES-модулем для шифрования данных обеспечивают максимальный уровень безопасности.
В настоящее время чипом М1 оснащены MacBook Air, 13-дюймовый MacBook Pro, Mac mini и 24-дюймовый iMac. В течение ближайших двух лет с момента презентации чипа М1 в ноябре 2020 года компания Apple планирует перевести на него все остальные модели своих устройств Mac.
MacBook Air — в истории этой модели оснащение чипом М1 стало самым значительным усовершенствованием. Как сообщает в отчете о своем исследовании Forrester Research, разработчики отмечают, что качество работы обновленного устройства сравнимо с MacBook Pro. MacBook Air превратился в машину, которой доступны профессиональные задачи и работа со специальным софтом. Энергоэффективность чипа М1 позволила обойтись без использования охлаждающих вентиляторов, поэтому MacBook Air работает абсолютно бесшумно.
MacBook Pro 13 дюймов стал самым быстрым и компактным профессиональным ноутбуком. Он позволяет создавать приложения в Xcode до 2,8 раза быстрее, а скорость выполнения задач машинного обучения благодаря чипу М1 выросла до 11 раз. Благодаря рекордной производительности на ватт чипа M1 разработчики, использующие эту модель, могут написать в четыре раза больше программного кода за один период работы без подзарядки. Обновленный MacBook Pro обеспечивает высочайший уровень безопасности благодаря сопроцессору Secure Enclave, встроенному в чип М1.
Mac mini также многократно расширил возможности благодаря чипу М1. Он позволяет создавать приложения в Xcode до 3 раз быстрее, а скорость обработки графики выросла до 6 раз.
iMac 24 дюйма — самое новое устройство из линейки Мас с чипом М1. Благодаря чипу толщина корпуса моноблока составляет всего 11,5 мм. У этой модели, представленной в 11 цветах, — 24-дюймовый экран Retina с разрешением 4,5K. Мощность его центрального процессора стала до 85% больше. Новый iMac 24 дюйма обрабатывает графику до двух раз быстрее (по сравнению с iMac 21,5 дюйма) и без проблем открывает сотни вкладок Safari. Результатом идеального взаимодействия мощного оборудования, macOS и чипа M1 стала тихая работа практически без перегрева даже при очень высокой нагрузке. Это первая модель iMac, оснащенная технологией Touch ID.