Сегодня Apple представила свою совершенно новую линейку MacBook. Это не обычный выпуск — во всяком случае, шаг, который Apple делает сегодня, не происходил уже 15 лет: начало перехода на архитектуру ЦП во всей линейке потребительских Mac.

Благодаря вертикальной интеграции компании в аппаратное и программное обеспечение, это грандиозное изменение, которое никто, кроме Apple, не может так быстро осуществить. В последний раз, когда Apple решалась на такое предприятие в 2006 году, компания отказалась от IBM PowerPC ISA и процессоров в пользу Intel x86 дизайн. Сегодня Intel отказывается от собственных процессоров и микроархитектур ЦП, построенных на ARM ISA.

Новый процессор называется Apple M1, это первая разработка компании SoC для компьютеров Mac. С четырьмя мощными ядрами, четырьмя ядрами эффективности и 8-ядерным графическим процессором он имеет 16 миллиардов транзисторов на новом 5-нм техпроцессе. Apple запускает новую схему именования SoC для этого нового семейства процессоров, но, по крайней мере, на бумаге она очень похожа на A14X.

Сегодняшнее мероприятие содержало массу новых официальных анонсов, но им не хватало (в типичном для Apple стиле) деталей. Сегодня мы занимаемся анализом новых новостей Apple M1, а также углубляемся в микроархитектуру на основе уже выпущенной Apple A14 SoC.

SoC Apple M1: A14X для Mac

Новый Apple M1 — это действительно начало нового большого пути для Apple. Во время презентации Apple компания особо не разглашала детали дизайна, однако был один слайд, который многое рассказал нам об упаковке и дизайне чипа:

Читайте также:
Путешествие на Марс

blank

Этот стиль упаковки с DRAM, встроенным в органическую упаковку, не является чем-то новым для нового чипа M1, поскольку мы уже видели такой дизайн, представленный на A12X. Apple, вероятно, использует этот тип упаковки вместо вашего обычного смартфона POP (упаковка на упаковке), потому что эти чипы разработаны с учетом более высоких значений TDP, и обеспечение эффективного охлаждения дизайна в новых дизайнах имеет первостепенное значение.

Это, скорее всего, означает, что мы также увидим 128-битную шину DRAM на новом чипе, очень похожую на чипы AX предыдущего поколения.

На том же слайде Apple, похоже, использовала фактический снимок нового чипа M1. Он точно соответствует описанным Apple характеристикам чипа и выглядит как настоящая фотография кристалла. Queue, наверное, самая быстрая аннотация кристалла, которую я когда-либо делал:

blank

Слева мы видим четыре ядра процессора Firestorm нового M1. Обратите внимание на чрезвычайно большой объем кеш-памяти — это был один из сюрпризов, обнаруженных во время мероприятия, поскольку A14 по-прежнему имеет только 8 МБ кеш-памяти L2. Новый кеш здесь выглядит как разделенный на 3 больших блока, что имеет смысл, учитывая переход Apple с 8 МБ на 12 МБ для этой новой конфигурации, ведь теперь он используется 4 ядрами вместо 2 ядер.

Четыре ядра эффективности Icestorm находятся в центре SoC, а выше находится кэш системного уровня SoC, общий для всех IP-блоков.

Наконец, 8-ядерный графический процессор занимает значительный объем места на кристалле и находится в верхней части этого снимка.

Читайте также:
NRAM – нанотрубки, которые заменят чипы памяти NAND/flash

Что самое интересное в M1, так это то, как он сравнивается с другими процессорами Intel и AMD. Все вышеупомянутые блоки по-прежнему закрывают только часть всего кристалла со значительным количеством вспомогательных IP-адресов. Apple упомянула, что M1 — это настоящая SoC, включая функциональность того, что ранее было несколькими дискретными чипами внутри ноутбуков Mac.

blankblank

Новые ядра ЦП — это то, что Apple называет самыми быстрыми в мире. Это будет центральным моментом сегодняшней статьи, поскольку мы более подробно рассмотрим микроархитектуру ядер Firestorm, а также представим вам показатели производительности Apple A14 SoC.

Мы ожидаем, что ядро ​​M1 будет быстрее, чем то, что мы собираемся представить сегодня с A14, поэтому заявление Apple о том, что у него самое быстрое ядро ​​процессора в мире, безусловно, кажется чрезвычайно правдоподобным.

blank

Вся SoC имеет массивные 16 миллиардов транзисторов, что на 35% больше, чем A14 внутри новейших iPhone. Если Apple сохранила одинаковую плотность транзисторов между двумя чипами, мы должны рассчитывать с размером кристалла около 120 мм², что значительно меньше, чем у чипов Intel прошлого поколения внутри Macbook.

Второй куплет, такой же, как и первый

Раздел Райана Смита

Apple не впервые меняет архитектуру ЦП для своих компьютеров Mac. Компания PowerPC, долгое время занимавшаяся производством PowerPC, оказалась на распутье примерно в середине 2000-х, когда альянс Apple-IBM-Motorola (AIM), ответственный за разработку PowerPC, все больше и больше боролся с дальнейшей разработкой микросхем. Чип IBM PowerPC 970 (G5) продемонстрировал респектабельные показатели производительности в настольных ПК, но его энергопотребление было значительным. Это сделало этот чип нежизнеспособным для использования в растущем сегменте ноутбуков, где Apple все еще использовала чипы Motorola PowerPC 7400 series (G4), которые действительно имели лучшее энергопотребление, но не по производительности, необходимой для того, чтобы соперничать с тем, чего в конечном итоге добьется Intel со своим Базовая серия процессоров.

Читайте также:
Корпорация Toshiba представила специальные карты памяти для эксплуатации в экстремальных условиях

Таким образом, Apple разыграла карту, которую держали в резерве: Project Marklar. Используя гибкость Mac OS X и лежащего в ее основе ядра Darwin, которое, как и другие Unix-системы, предназначено для переносимости, Apple поддерживала x86-версию Mac OS X. Хотя первоначально считалось, что это было упражнением в хорошей практике кодирования — Убедившись, что Apple писала код ОС, который не был излишне привязан к PowerPC и его модели памяти с прямым порядком байтов, Marklar стал стратегией выхода Apple из стагнирующей экосистемы PowerPC. Компания перейдет на процессоры x86, в частности на процессоры Intel x86, перевернет экосистему программного обеспечения, но также откроет двери для гораздо более высокой производительности и новых возможностей для клиентов.

Переход на x86 был по всем параметрам большой победой для Apple. Процессоры Intel обеспечивают лучшую производительность на ватт, чем процессоры PowerPC, которые Apple оставила позади, и особенно после того, как Intel выпустила серию процессоров Core 2 (Conroe) в конце 2006 года, Intel прочно утвердилась в качестве доминирующей силы в производстве процессоров для ПК. Это в конечном итоге определило траекторию Apple в ближайшие годы, позволив им стать компанией, ориентированной на ноутбуки, с прото-ультрабуками (MacBook Air) и их невероятно популярными MacBook Pro. Точно так же x86 принесла с собой совместимость с Windows, представив возможность напрямую загружать Windows или, альтернативно, запускать ее на виртуальной машине с очень низкими накладными расходами.

Читайте также:
В российскую армию призовут роботов

blank

Однако цена этого перехода была связана с программным обеспечением. Разработчикам нужно будет начать использовать новейшие инструменты Apple для создания универсальных двоичных файлов, которые могут работать на PPC и компьютерах Mac x86 — и не все предыдущие API Apple перейдут на x86. Разработчики, конечно, сделали рывок, но это был беспрецедентный переход.

Преодолением разрыва, по крайней мере, на некоторое время, стала Rosetta, слой перевода Apple PowerPC для x86. Rosetta позволила бы большинству приложений PPC Mac OS X работать на компьютерах Mac x86, и, хотя производительность была несколько мала (PPC на x86 — не самая простая вещь), более высокая производительность процессоров Intel помогала переносить вещи. для большинства неинтенсивных приложений. В конце концов, Rosetta стала для Apple повязкой, и одна компания Apple обокрала компанию относительно быстро; Apple уже отказалась от Rosetta к моменту выхода Mac OS X 10.7 (Lion) в 2011 году. Таким образом, даже с Rosetta Apple дала понять разработчикам, что они ожидают, что они обновят свои приложения для x86, если они хотят продолжать продавать их и удерживать пользователей. счастливый.

В конечном итоге переход PowerPC на x86 задает тон современной гибкой Apple. С тех пор Apple создала целую философию развития, основанную на том, чтобы действовать быстро и изменять вещи по своему усмотрению, уделяя лишь ограниченное внимание обратной совместимости. Это дало пользователям и разработчикам несколько вариантов, кроме как наслаждаться поездкой и идти в ногу с тенденциями развития Apple. Но это также дало Apple возможность на раннем этапе внедрять новые технологии и, при необходимости, ломать старые приложения, чтобы новые функции не сдерживались проблемами обратной совместимости.

Читайте также:
GeForce GTX 950: доступная мощь от Nvidia

Все это происходило раньше, и все это произойдет снова, начиная со следующей недели, когда Apple выпустит свои первые Mac на базе Apple M1. Универсальные двоичные файлы вернулись, Rosetta вернулась, и Apple в полной мере поддерживает разработчиков, чтобы их приложения запускались на Arm. Переход с PPC на x86 создал шаблон для Apple для изменения ISA, и после этого успешного перехода они собираются делать это снова и снова в течение следующих нескольких лет, поскольку Apple станет их собственным поставщиком микросхем.



Source link

blank