Apple M1: perché è importante

Da quando Apple ha lanciato il suo processore M1 e ha mostrato che funziona velocemente e alla moda sui nuovi MacBook, la comunità tecnologica ha testato il SoC e ha cercato di fare confronti per vedere dove si trova M1 in termini di prestazioni ed efficienza rispetto alle controparti Intel o AMD.

Inutile dire che non è una linea retta che puoi tracciare quando Intel e AMD eseguono applicazioni x86 e M1 esegue il codice Arm nativo e può anche tradurre x86. Alcuni respingeranno gli sforzi di M1 come se fossero solo per i dispositivi Apple (vero), mentre altri potrebbero vedere la “magia” accadere quando Apple è stata in grado di fornire un laptop veloce che ottiene la durata della batteria simile a un iPad al primo tentativo (anche vero).

In questo articolo, vorremmo condividere alcuni dei nostri pensieri sul perché Apple M1 è uno sviluppo molto rilevante nel mondo dell’hardware dei computer. Per noi, questo è simile all’adesione di Intel alle guerre delle GPU nel 2021. È semplicemente il genere di cose che non accadono tutti i giorni o ogni anno. E ora Apple è entrata di fatto nel mercato delle CPU mainstream, per rivaleggiare con Intel, AMD e Qualcomm.

La transizione

M1 segna una grande transizione architetturale per il Mac dal 2006, quando Apple ha scartato PowerPC a favore dei processori Intel. Ora il gigante di Cupertino sta scommettendo il suo intero futuro su chip basati su ARM sviluppati completamente internamente, lasciandosi alle spalle Intel e diventando più tecnologicamente autosufficienti.

I primi dispositivi alimentati da Apple M1 includono MacBook Air, MacBook Pro 13 e Mac mini. Questo è rilevante perché il MacBook Air è il loro laptop meno costoso e più popolare. L’Air ora è anche fanless.

All’interno del MacBook Air: niente fan. Immagine: iFixit

Questi primi computer M1 non sono modelli orientati alle prestazioni. La rottura di Apple con Intel avvia un processo di migrazione di due anni, il che significa che l’intera gamma di Mac (MacBook Pro, iMac, Mac Pro) passerà al silicio personalizzato basato su Arm.

Lasciando Intel alle spalle

Intel ha lottato con la produzione dopo anni di inarrestabili progressi . Apple ha visto i prossimi anni a venire e ha iniziato a lavorare sul proprio chip desktop prima di averne davvero bisogno. L’integrazione verticale che Apple sta realizzando risale alle sue radici e al modo in cui è sempre percepita dai computer.

I maggiori vantaggi che Apple otterrà dal passaggio ad Arm sono l’integrazione e l’efficienza del sistema. Quando utilizzavano Intel x86 prima, potevano scegliere solo tra una manciata di offerte. Fondamentalmente qualunque cosa Intel pensasse sarebbe stata una buona idea. Se Apple voleva modificare qualcosa come l’aggiunta di più prestazioni della GPU o la rimozione di parti inutilizzate di un processore, non era possibile prima. Il braccio d’altra parte è personalizzabile quasi all’infinito. Ciò che Braccio crea sono progetti e piccoli pezzi di proprietà intellettuale. È come andare a mangiare a un buffet dove puoi scegliere e scegliere solo le cose che vuoi. Questo passaggio ad Arm consente agli ingegneri di Apple di progettare chip che si adattano perfettamente alle loro esigenze piuttosto che doversi accontentare di uno dei chip standard di Intel.

Intel produce ottime CPU, ma niente può eguagliare le prestazioni e l’efficienza di un design completamente personalizzato. Secondo uno dei suoi ex ingegneri, Apple era presumibilmente il “filer numero uno di problemi nell’architettura [x86]”. I problemi di qualità con Skylake hanno finalmente spinto Apple oltre il limite per decidere di costruire solo le proprie CPU. La decisione danneggerà i profitti di Intel, ma non così tanto. Apple rappresenta solo circa il 3% delle vendite di Intel.

Non una CPU, un SoC

Non solo l’hardware iniziale M1 è in grado. È anche molto efficiente. Inoltre, fa roba SoC, quindi elaborazione + grafica + IO + memoria di sistema, tutto nello stesso pacchetto. È probabile che Apple avesse una versione inferiore dell’M1 pronta più di un anno fa, ma hanno aspettato fino a quando non sono riusciti a scavalcare il resto del settore in termini di prestazioni per watt.

È anche chiaro che Apple ha sfruttato la sua esperienza decennale di lavoro su hardware specializzato per iPhone. Applicando alcuni di questi principi all’hardware desktop, vengono apportate ottimizzazioni a livello hardware ai carichi di lavoro tipici, il che significa che M1 può essere estremamente veloce per alcune attività tra cui JavaScript, codifica / decodifica, elaborazione delle immagini, crittografia, AI (e molto intelligente di Apple ), anche l’emulazione x86 . Questo ci ricorda le estensioni Intel MMX del passato, ma con steroidi.

L’alimentazione e il raffreddamento sono stati un grosso limite nella velocità con cui i processori possono andare. Puoi costruire un chip solo il più velocemente possibile raffreddarlo e alimentarlo in sicurezza. I numeri preliminari di prestazioni ed efficienza per l’M1 sono quelli in cui Apple merita più elogi. Tieni presente che l’M1 è essenzialmente un iPhone A14 rinforzato, ma questo è solo l’inizio. Non può competere con le CPU di fascia alta in termini di prestazioni, ma non ci sta ancora provando. Questa è la prima generazione di quella che probabilmente sarà una lunga serie di processori.

Le prestazioni e l’efficienza energetica dell’M1 rispetto ad altre CPU a basso consumo sono eccezionali ed è il più grande vantaggio del passaggio dei Mac al silicio Apple.

Amore e campagna pubblicitaria per Apple?

In quanto appassionati di tecnologia, non abbiamo altro che ammirazione per i team di ingegneri dei produttori di chip come Intel, AMD, Nvidia e Qualcomm. Il fatto che Apple sia stata in grado di unirsi alla mischia, costruendo un team di livello mondiale in grado di superare prima Qualcomm e altri produttori di dispositivi mobili, e ora giocare allo stesso gioco di AMD e Intel è impressionante.

O una vista non così impressionante …

Allo stesso tempo, questo non è necessariamente un grosso problema come l’hype fa sembrare. Apple non ha inventato nulla di nuovo o particolarmente innovativo. Per semplificare eccessivamente, ciò che Apple ha fatto è stato costruire una CPU per iPhone potenziata e metterla in un laptop. Ricorda che Apple costruisce internamente SoC per iPhone da oltre un decennio, quindi non sono esattamente nuovi nel gioco. Questo non vuol dire che Apple non sia degna di lode per i suoi successi. Per riuscirci, hanno scommesso potenzialmente miliardi di dollari in ricerca e sviluppo nella speranza che questo passaggio sia vantaggioso a lungo termine.

Qual è il problema con l’UMA?

Unified Memory Architecture o UMA è un’area che ha il potenziale per Apple di migliorare notevolmente le prestazioni e l’efficienza. UMA significa che la CPU e la GPU lavorano insieme e condividono la stessa memoria. Su un sistema tradizionale, la RAM viene utilizzata dalla CPU e quindi la scheda grafica avrà una propria memoria video dedicata. Immagina di provare a inviare un messaggio alla tua cotta. L’approccio tradizionale alla memoria della CPU e della GPU è come mettere una lettera nella posta e aspettare che venga loro consegnata. Questo approccio è lento poiché tutti i messaggi devono passare per l’ufficio postale. Per rendere tutto più veloce, è possibile utilizzare una tecnologia chiamata Direct Memory Access o DMA in cui un dispositivo può accedere direttamente alla memoria di un altro. È come se ti dessero una chiave di casa loro e tu ti fermassi a lasciare il messaggio. È più velocema devi ancora viaggiare ed entrare nella loro casa. UMA è l’equivalente di trasferirsi e condividere la stessa casa; non c’è bisogno di aspettare o viaggiare da nessuna parte per inviare un messaggio.

UMA è ottimo per applicazioni a basso consumo in cui si desidera la massima integrazione per risparmiare spazio e consumo energetico. Tuttavia, presenta problemi di prestazioni. C’è un motivo per cui le schede grafiche dedicate di fascia alta sono ordini di grandezza più veloci della grafica integrata. Puoi inserire solo così tante cose su un chip. Ci sono altri problemi che sorgono con la contesa delle risorse. Se stai eseguendo un’attività che richiede molta GPU che utilizza molta memoria, non vuoi che soffoca la CPU. Apple ha svolto un ottimo lavoro nella gestione di questo per garantire che un maiale di risorse in un’area non abbassi l’intero sistema.

Non solo hardware, ma software

Spostare macOS su Arm in modo così fluido non è un’impresa da poco. Sappiamo che Microsoft ha lottato con lo stesso per anni. Quindi Apple ha portato macOS su Arm, tutte le app di prima parte, ha sviluppato la traduzione di Rosetta per la compatibilità x86 e ha lavorato sugli strumenti di sviluppo che faciliteranno la transizione per tutti gli sviluppatori che hanno già investito nell’ecosistema Mac.

Apple utilizzava CPU Intel x86 nella sua linea di prodotti Mac dal 2005. Prima di allora utilizzava PowerPC e Motorola anche prima. Ogni switch nelle architetture ha un lungo elenco di pro e contro. Il problema più grande con il cambio di architetture è che tutto il software deve essere ricompilato.

È come se il sistema operativo parlasse inglese mentre il processore parlasse francese. Devono corrispondere o niente funzionerà. È facile farlo staticamente per alcune app, ma molto difficile da fare in un intero ecosistema. I vantaggi della commutazione delle architetture possono includere maggiore efficienza, costi inferiori, prestazioni più elevate e molto altro ancora.

x86, Rosetta e compatibilità

Abbiamo detto prima che il passaggio ad Arm significa che i Mac parleranno un’altra lingua. Rosetta traduce le applicazioni da x86 a Arm. Può eseguire questa traduzione in anticipo quando viene installata un’applicazione o in tempo reale mentre un’applicazione è in esecuzione. Non è un compito facile considerando i requisiti di complessità e latenza.

Il fatto che Apple abbia persino battuto l’hardware Intel che esegue lo stesso codice in determinate circostanze merita un grande applauso per il team di Rosetta. Non è perfetto però. Alcuni programmi funzionano al 50% della loro velocità rispetto all’hardware x86 nativo e alcuni semplicemente non funzionano affatto. Ma non è la fine del mondo. Rosetta ha lo scopo di semplificare la transizione offrendo un metodo per continuare a eseguire app x86 prima che gli sviluppatori abbiano trasferito il loro codice su Arm.

Apple non ha reinventato la ruota con M1, ma ha più o meno iniziato a produrre le proprie ruote modificate personalizzate. Intel e AMD continueranno a dominare il mercato delle CPU ad alte prestazioni per gli anni a venire, ma Apple non è necessariamente così indietro. Non puoi tirare fuori questa roba dall’oggi al domani, quindi ci vorrà del tempo.

I giocatori di PC non si preoccuperanno

A breve e medio termine, i giocatori, gli appassionati e i costruttori di PC non ne sono affatto influenzati. Apple impiegherà uno o due cicli di rilascio in più per abbinare il meglio che puoi acquistare su un desktop oggi, ma anche quando / se lo fanno, l’ecosistema di Apple non è lo stesso luogo in cui vivono i giocatori. Allo stesso tempo, per ogni utente che acquisterà solo Apple, ce n’è almeno uno che non acquisterà mai anche Apple.

Cosa hanno fatto i produttori di chip in tutto questo tempo?

Domanda abbastanza tipica che abbiamo visto nell’ultimo mese: perché AMD o Intel non hanno fatto questo o quello? Com’è possibile che all’improvviso Apple abbia escogitato un nuovo modo per integrare la memoria nella CPU e diventare più efficiente?

Ricorda che se non fosse stato per AMD, lo spazio del PC desktop sarebbe rimasto stagnante nell’ultimo mezzo decennio. Ma proprio come AMD ha lavorato duramente per costruire l’architettura Zen per desktop, workstation e carichi di lavoro server, Apple ha fatto lo stesso, ma partendo da un ambito mobile più limitato.

Immagine: iFixit

C’è ancora molto da imparare su quanto oltre Apple possa spingere M1, i suoi successori e UMA a costruire un chip più complesso in grado di scalare per avere più core e memoria.

Come può trarre vantaggio l’industria dei PC

Gli ingegneri sono stati in grado di ottimizzare il software per funzionare meglio su un determinato hardware per molto tempo. Poiché Apple sta ora progettando i propri processori desktop, può anche ottimizzare l’hardware per eseguire meglio il software.

Questa è una vera minaccia per l’ecosistema dei PC Windows e restare indietro non è un’opzione. Pertanto, non saremmo sorpresi se alcuni degli attori chiave in quello spazio: Microsoft, AMD, Intel, Nvidia, HP, Dell, Lenovo, ecc., Iniziassero a lavorare insieme per offrire ottimizzazioni simili su hardware / software per rendere i PC più veloci , migliore o più efficiente.

Un primo esempio di ciò sono le console di gioco di nuova generazione che ottengono archiviazione e I / O veloci , grazie a hardware e software strettamente integrati che consentono tale esperienza. Nvidia desiderava annunciare che le schede grafiche RTX potrebbero fornire un tale percorso verso una bassa latenza e uno storage più veloce con RTX I / O , mentre un equivalente più diretto della soluzione Xbox Series X sarà reso disponibile come funzionalità DirectX 12 chiamata DirectStorage .

È stato caratteristico dell’industria dell’hardware che quando un nuovo attore o una nuova tecnologia entra nel mercato, lo fa interrompendo lo status quo. L’M1 di Apple ha fatto proprio questo.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *