На прошлой неделе Apple представила отраслевые новости, анонсировав новые продукты Mac на базе нового чипа Apple Silicon M1 SoC, что стало первым шагом в запланированном двухлетнем плане перехода от процессоров x86 на базе Intel к собственным процессорам компании. разработаны микропроцессоры, работающие на наборе команд Arm.

Во время запуска мы подготовили обширную статью, основанную на уже имеющемся у компании чипе Apple A14, который используется в телефонах iPhone 12 нового поколения. Это включает в себя довольно обширное микроархитектурное глубокое погружение в новые ядра Firestorm от Apple, которые работают как на A14, так и на новом Apple Silicon M1, я бы порекомендовал прочитать, если у вас еще не было возможности:

Через несколько дней мы смогли заполучить одно из первых устройств Apple Silicon M1: новый Mac mini 2020 edition. В то время как в нашей аналитической статье на прошлой неделе мы основывали наши цифры на A14, на этот раз мы измерили реальную производительность на фактическом новом более мощном дизайне. У нас было немного времени, но мы представим вам основные данные, относящиеся к новому Apple Silicon M1.

Apple Silicon M1: ядра Firestorm на 3,2 ГГц и ~ 20-24 Вт TDP?

Во время презентации в моде Apple обычно не хватало фактических деталей о тактовых частотах дизайна, а также его TDP, который он может поддерживать при максимальной производительности.

Читайте также:
В Сети появились снимки смартфона Lenovo A7010

blank

Мы можем подтвердить, что в однопоточных рабочих нагрузках ядра Apple Firestorm теперь работают на частоте 3,2 ГГц, что на 6,66% больше по сравнению с частотой 3 ГГц Apple A14. В многопоточных рабочих нагрузках мы подозреваем, что ядра имеют жесткую тактовую частоту до 3 ГГц, однако мы не смогли полностью подтвердить это на момент написания.

Наряду с четырьмя производительными ядрами Firestorm, M1 также включает в себя четыре ядра Icestorm, которые нацелены на низкую мощность холостого хода и повышенную энергоэффективность при работе от батарей. И 4 ядра производительности, и 4 ядра эффективности могут быть активны в тандеме, что означает, что это 8-ядерный SoC, хотя пропускная способность производительности для всех ядер не идентична.

Самым большим вопросом во время анонса было энергопотребление этих конструкций. Apple представила несколько диаграмм, включая оси производительности и мощности, однако нам не хватало данных сравнения, чтобы прийти к какому-либо правильному выводу.

Поскольку у нас был доступ к Mac mini, а не к Macbook, это означало, что измерение мощности на устройстве было довольно простым, поскольку мы могли просто подключить измеритель к входу переменного тока устройства. Следует отметить с огромным отказом от ответственности, что, поскольку мы измеряем мощность сети переменного тока здесь, показатели мощности напрямую не сопоставимы с показателями устройств с батарейным питанием, так как источник питания Mac mini будет нести большую потерю эффективности, чем другие. мобильные SoC, а также цифры TDP, публикуемые современными поставщиками, такими как Intel или AMD.

Читайте также:
Выявлены спецификации смартфона Lenovo P1 Mini

Особенно важно помнить, что величина того, что мы обычно называем TDP в процессорах, на самом деле является лишь подмножеством цифр, представленных здесь, поскольку помимо SoC мы также измеряем DRAM и накладные расходы на регулирование напряжения, что не является не входит ни в цифры TDP, ни в типичное значение мощности на ноутбуке.

Apple Mac mini (Apple Silicon M1) Питание устройства переменного тока

Начиная с бездействующего Mac mini в состоянии по умолчанию, когда он бездействует при включении, при подключении через HDMI к монитору 2560p144, Wi-Fi 6, мыши и клавиатуре мы видим общую мощность устройства на уровне 4,2 Вт. Учитывая, что мы измеряем мощность переменного тока в устройстве, что может быть довольно неэффективным при низких нагрузках, это имеет большой смысл и представляет собой отличную цифру.

Этот показатель холостого хода также служит базой для следующих измерений, где мы вычисляем «активную мощность», что означает нашу обычную методологию измерения общей мощности и вычитания мощности холостого хода.

Во время средних однопоточных рабочих нагрузок на ядрах Firestorm 3,2 ГГц, таких как компиляция кода GCC, мы видим, что мощность устройства возрастает до 10,5 Вт при активной мощности около 6,3 Вт. Показатель активной мощности очень соответствует тому, что мы ожидаем от ядра Firestorm с более высокой тактовой частотой, и является чрезвычайно многообещающим для Apple и M1.

В рабочих нагрузках, которые более тяжелы для DRAM и, следовательно, вызывают большие потери мощности на 128-битных 16 ГБ DRAM класса LPDDR4X на Mac mini, мы видим, что активная мощность возрастает до 10,5 Вт. Уже с этими цифрами новый M1 может впечатлять и демонстрирует менее трети мощности высокопроизводительного мобильного процессора Intel.

Читайте также:
Galaxy Note 5 Active: это интересно

В многопоточных сценариях мощность сильно зависит от рабочей нагрузки. В рабочих нагрузках с большим объемом памяти, когда загрузка ЦП не так высока, мы видим активную мощность 18 Вт, при средних рабочих нагрузках она увеличивается примерно до 22 Вт, а при тяжелых вычислительных нагрузках достигает пика около 27 Вт. Эти цифры обычно являются тем, что вы хотели бы сравнить с «TDP» других платформ, хотя, опять же, чтобы получить сравнение яблок с яблоками, вам нужно дополнительно вычесть некоторые накладные расходы, измеренные на Mac mini здесь — мой Лучше всего будет диапазон от 20 до 24 Вт.

Наконец, что касается графического процессора, мы видим более низкий показатель энергопотребления — 17,3 Вт в GFXBench Aztec High. Он будет содержать большее количество мощности DRAM, поэтому энергопотребление графического процессора Apple определенно чрезвычайно низкое и намного меньше пикового уровня мощности, которую могут потреблять процессоры.

Различия в памяти

Помимо дополнительных ядер со стороны процессоров и графического процессора, одним из основных факторов производительности M1, который отличается от A14, является тот факт, что он работает на 128-битной шине памяти, а не на мобильной 64-битной шине. При использовании 8 16-битных каналов памяти и памяти класса LPDDR4X-4266 это означает, что M1 достигает максимальной пропускной способности памяти 68,25 ГБ / с.

blank

Что касается задержки памяти, мы наблюдаем (довольно ожидаемое) сокращение по сравнению с A14, измеряя 96 нс при полной произвольной глубине теста 128 МБ, по сравнению с 102 нс на A14.

Читайте также:
Radeon R9 380X: премьера уже скоро

Кроме того, следует отметить кеш-память L2 на 12 МБ для производительных ядер, хотя здесь кажется, что Apple продолжает делать некоторые разделы относительно того, сколько одно ядро ​​может использовать, поскольку мы все еще наблюдаем некоторый всплеск задержки после 8 МБ.

M1 также содержит большой кэш SLC, который должен быть доступен для всех IP-блоков на кристалле. Мы не совсем уверены, но результаты тестов действительно очень похожи на A14, и поэтому мы предполагаем, что это аналогичный фрагмент кеш-памяти размером 16 МБ на SoC, поскольку некоторые шаблоны доступа выходят за рамки A14, что имеет смысл, учитывая чем больше L2.

blank

Один аспект, который у нас никогда не было возможности проверить, — это то, насколько хороши ядра Apple с точки зрения пропускной способности памяти. Внутри M1 результаты являются новаторскими: один Firestorm обеспечивает скорость чтения памяти примерно до 58 ГБ / с, а скорость записи в память составляет 33-36 ГБ / с. Что наиболее важно, скорость копирования в память составляет от 60 до 62 ГБ / с, в зависимости от того, используете ли вы скалярные или векторные инструкции. Тот факт, что одно ядро ​​Firestorm может почти полностью перегрузить контроллеры памяти, поразителен, и мы никогда раньше не видели этого в дизайне.

Поскольку одно ядро ​​может использовать почти всю полосу пропускания памяти, одновременный доступ к объектам нескольких ядер фактически не увеличивает пропускную способность системы, а фактически из-за перегрузки снижает эффективную достигнутую совокупную пропускную способность. Я особенно отметил это при использовании ядер производительности в тандеме с ядрами эффективности в копиях памяти — 4 больших ядра достигают пика при копиях памяти 59 ГБ / с, но как только добавляется ядро ​​эффективности, оно уменьшается до 49 ГБ / с, до 46 ГБ / с, когда все ядра активны, что указывает на узкое место в системе.

Читайте также:
Lenovo представила планшет с Windows 10

Помимо увеличения тактовой частоты, увеличения L2, это увеличение памяти также, скорее всего, поможет M1 дифференцировать свою производительность по сравнению с A14 и предложить конкуренцию традиционным x86.



Source link

blank