W listopadzie 2020 roku firma Apple wyprodukowała pierwsze komputery z autorskim procesorem Apple M1. To pierwszy układ zaprojektowany specjalnie na komputery Mac, do współpracy z najbardziej zaawansowanym systemem operacyjnym na świecie – macOS Big Sur. Zapewnia on niesamowicie dużą wydajność, dzięki której każdy komputer Mac z M1 zmienia się w zupełnie inną klasę produktów. To przełom w technologii.
Z tego artykułu dowiesz się:
- Czym jest system oparty na chipie M1
- Jaką wydajność mają komputery z M1
- Jakie nowości zastosowano w komputerach Apple
- O procesorach graficznych w M1
- O układach scalonych Neural Engine
- O zastosowaniu Machine Learning
- O Unified Memory w całym systemie
- O bateriach i ich wydajności
- O rozwinięciu technologii Rosetta
- O możliwościach korzystania z aplikacji na komputerach Maca
Cały system na jednym chipie M1
Do tej pory Mac potrzebował wielu chipów, aby zapewnić płynne działanie wszystkim funkcjom. Dzięki M1 technologie te są połączone w jeden system na chipie (SoC), zapewniając nowy poziom integracji dla większej prostoty, większej wydajności i niesamowitej wydajności. A dzięki niewiarygodnie małym tranzystorom mierzonym w skali atomowej, M1 jest niezwykle złożony – zawiera największą liczbę tranzystorów, jakie kiedykolwiek umieszczono w jednym chipie. Jest to także pierwszy chip do komputera osobistego zbudowany przy użyciu wiodącej w branży technologii 5-nanometrowej.
Ogromna wydajność przy ułamku mocy
Procesor bazuje na technologii procesora A14 obecnego w iPhone’ach 12, jednak ma zdecydowanie większą wydajność. Procesor posiada 8 rdzeni oraz zintegrowany 8-rdzeniowy układ graficzny obsługujący 8 lub 16 GB pamięci RAM. Procesor zawiera również w sobie 16-rdzeniową jednostkę Neural Engine oraz procesor sygnałowy, kontroler dysku SSD, kontroler Thunderbolt , a także Secure Enclave.
8-rdzeniowy procesor M1 jest zdecydowanie najbardziej wydajnym procesorem, jaki kiedykolwiek zbudowała firma Apple. Zaprojektowany, aby zrealizować zadania przy użyciu jak najmniejszej ilości energii.
Nowości w komputerach Apple
Wspomniany wcześniej procesor zawiera w sobie 8 rdzeni podzielonych na 2 sekcje – 4 rdzenie wydajne i 4 rdzenie ekonomiczne. Dzięki takiej konstrukcji system może dynamicznie w zależności od potrzeb i uruchomionych programów przełączać się między grupami rdzeni, co wpływa bezpośrednio na czas pracy urządzenia.
Przykładowo programy graficzne do grafiki 3D i do montażu video, będą wykorzystywać wszystkie 8 rdzeni, gdy tymczasem oprogramowanie biurowe, np. Microsoft Word będzie pracował tylko na 1 rdzeniu ekonomicznym.
Taka konstrukcja pozwala na wydłużenie czasu pracy na baterii nawet do kilkunastu godzin, co z pewnością docenią pracownicy, którzy wykonują swoją pracę w „terenie”.
Ponadto w syntetycznym benchmarku wyprzedza o blisko 30% procesor i9 10 gen stosowany choćby w nowym iMacu 27” i9, w teście na pojedynczym rdzeniu i jest zaledwie o 20% wolniejszy w teście multi-rdzeniowym.
Wydajny i oszczędny procesor graficzny w M1
Podobnie wygląda sytuacja z procesorem graficznym (GPU) – zużycie energii jest na poziomie 1/3 w porównaniu ze zintegrowanymi GPU konkurencji przy dwa razy lepszej wydajności. Jednak procesor graficzny w M1 to nie tylko oszczędność, ale również dobra wydajność.
W benchmarkach procesor rywalizuje z procesorami NVIDIA GTX 1050, Tioraz AMD Radeon RX 560. Oczywiście przegrywa z behemotami, jak NVIDIA Quadro RTX 5000 stosowanymi w laptopach z procesorami Intel. Biorąc pod uwagę, że cały procesor M1 jest SoC (system on chip), czyli w jednym układzie są zintegrowane wszystkie układy i pobiera 15 W, jest doskonałym wynikiem. Dla porównania wspomniana wyżej grafika NVIDII pobiera od 100-150 W.
Układ scalony Neural Engine
Kolejnym nowym układem obecnym w komputerach Apple i w ogóle w komputerach, jest nowy układ scalony Neural Engine o wydajności 11 bilionów operacji na sekundę. W rzeczywistości, dzięki potężnemu 8-rdzeniowemu procesorowi graficznemu, akceleratorom uczenia maszynowego i silnikowi neuronowemu, cały układ M1 jest zaprojektowany tak, aby wyróżniał się uczeniem maszynowym.
Neural Engine jest wykorzystywany najczęściej do akceleracji procesów związanych ze sztuczną inteligencją (AI) która umożliwia między innymi rozpoznawanie mowy, rozpoznawanie obrazu (np. na podstawie zdjęcia twarzy lub obiektów na zdjęciach satelitarnych), rozpoznawanie pisma (OCR) i coraz bardziej popularne, uczenie się maszyn (ML – machine learning) – obszar sztucznej inteligencji poświęcony algorytmom, które poprawiają się automatycznie poprzez doświadczenie.
Zastosowanie Machine Learning
Algorytmy uczenia maszynowego mają wiele zastosowań, przykładowo: filtrowanie wiadomości e-mail i widzenie komputerowe, w których opracowanie konwencjonalnych algorytmów do wykonywania potrzebnych zadań jest trudne lub niewykonalne.
Obecnie już są programy na komputery z procesorem M1 wykorzystujące NE – Pixelmator Pro (program graficzny podobny do Adobe Photoshop). Może on magicznie zwiększać ostrość obrazu, usuwać szumy z niesamowitą prędkością. Również program DaVinci Resolve do koloryzacji i montażu wideo wykorzystuje potencjał chipów. Final Cut Pro może inteligentnie kadrować klip w ułamku sekundy. Każda aplikacja z funkcjami obsługiwanymi przez Machine Learning korzysta z wydajności niespotykanej wcześniej na komputerach Mac.
Machine Learning – nowa generacja uczenia maszynowego
Machine Learning to nie tylko zastosowania w aplikacjach multimedialnych, ale również w biznesie.
- Analiza finansowa – Dzięki dużym ilościom dokładnych danych historycznych, Machine Learning może być wykorzystywany w analizie finansowej. Ta funkcjonalność jest już wykorzystywane w finansach do zarządzania portfelem, handlu algorytmicznym, gwarancji pożyczek i wykrywania oszustw. Jednak przyszłe zastosowania Machine Learning w finansach będzie obejmować Chatboty i inne interfejsy konwersacyjne dla bezpieczeństwa, obsługi klienta i analizy sentymentu.
- Rozpoznawanie obrazów – Znane również jako widzenie komputerowe. Rozpoznawanie obrazu ma zdolność do tworzenia informacji numerycznych i symbolicznych z obrazów oraz innych danych wielowymiarowych. Wiąże się to z eksploracją danych, Machine Learning, rozpoznawaniem wzorców i odkrywaniem wiedzy z bazy danych. Machine Learning w rozpoznawaniu obrazów jest ważnym aspektem, który już dziś jest wykorzystywany przez firmy z różnych branż, w tym przez system opieki zdrowotnej, branżę motoryzacyjną itp.
Zunifikowana pamięć w całym systemie
Kolejnym istotnym aspektem jest Unified Memory, czyli zunifikowana architektura pamięci – UMA. M1 jednoczy swoją pamięć o wysokiej przepustowości i małych opóźnieniach w jedną pulę, w ramach niestandardowego pakietu. W rezultacie wszystkie technologie w SoC mogą uzyskać dostęp do tych samych danych, bez kopiowania ich między wieloma pulami pamięci. To radykalnie poprawia wydajność i energooszczędność. Aplikacje wideo są szybsze. Gry są bardziej szczegółowe. Przetwarzanie obrazu jest błyskawiczne. A cały system jest bardziej responsywny.
Intel kompatybilny z Apple
Czasu pracy na baterii prezentuje się rewelacyjnie, gdyż w zależności od wybranego modelu laptopa Apple wynosi od 15 do 17 godzin. Dla użytkowników ten fakt jest o tyle istotny, że ma dostęp do ogromnej biblioteki oprogramowania.
Już na ten czas powstało mnóstwo aplikacji zoptymalizowanych na procesor M1, w tym pakiet Office 365 Mac, pakiet Adobe, wszystkie aplikacje firmy Apple, a także przeglądarki Google Chrome, Microsoft Edge.
Większość aplikacji wychodzi jako Universal Apps – podobnie jak 15 lat temu, aplikacje są wydawane jako uniwersalne , czyli w aplikacji jest zawarty kod dla procesora Apple i Intel. Tak więc osoby posiadające sprzęt z procesorem Intel nie muszą się martwić o kompatybilność.
Nowość Rosetta 2
Rosetta 2 to rozwinięcie technologii Rosetta , tylko w odniesieniu do nowej technologii. Wraz z wprowadzeniem Rosetta 2, M1 i macOS Big Sur bezproblemowo uruchamiają aplikacje, które nie zostały jeszcze przeniesione na wersje Universal. Więc bez aktualizacji można dalej pracować nad projektami Fusion360 lub osiągnąć następny poziom w swojej ulubionej grze. A dzięki Metal i M1 niektóre z najbardziej wymagających graficznie aplikacji działają lepiej pod Rosetta 2, niż działały natywnie na poprzednich systemach Mac ze zintegrowaną grafiką.
Aplikacje z iPhone’a i iPada na Maca
Ostatnią już nowinką jest możliwość uruchamiania aplikacji z iPhone’a lub iPada na Macu. To oznacza więcej gier do grania. Więcej treści do obejrzenia. I więcej aplikacji, których używa się na co dzień. Aplikacje uruchamiane na Macu działają i zachowują się jak prawdziwe aplikacje Mac – z paskiem menu, obsługą okien o zmiennym rozmiarze, sterowaniem myszą trackpadem oraz innymi funkcjami. Pozwala to na dodatkowe zwiększenie biblioteki posiadanych programów, często nie występujących w wersji desktopowej. Zakupione wcześniej aplikacje na iPhone’a i iPada, które są teraz dostępne dla komputerów Mac, można po prostu pobrać z listy zakupów. I oczywiście są dostępne w Mac App Store.
Podsumowanie – nowe komputery Apple z M1
Nowe komputery Apple wyznaczają trend w projektowaniu wydajnych maszyn o niskim poborze energii, idealnych do długotrwałej pracy na baterii. Wieloletnie doświadczenie firmy Apple w zmianach procesorów, pozwala mieć pewność, że praca użytkowników pozostanie niezakłócona, a technologia pozwoli na jeszcze większą jej efektywność.
