Apple M1

Apple M1
procesor
Výroba M1 : 10. listopadu 2020
M1 Pro a M1 Max : 18. října 2021
M1 Ultra : 8. března 2022
Vývojář Společnost Apple Inc.
Výrobce
Frekvence CPU 3,20  GHz
Produkční technologie 5  nm
Instrukční sady ARMv8.5-A
Počet jader M1 : 8 jader (4x Firestorm + 4x jádra Icestorm)
M1 Pro : 8 nebo 10 jader (6x nebo 8x Firestorm + 2x jádra Icestorm)
M1 Max : 10 jader (8x Firestorm + 2x jádra Icestorm)
M1 Ultra ( 16x0 jader) + 4x jádra Icestorm)
L1 cache 256 kB
L2 cache 16 MB sdílených (12 MB – Firestorm, 4 MB – Icestorm)
L3 cache M1 : 16 MB
M1 Pro : 24 MB
M1 Max : 48 MB
M1 Ultra : 96 MB
Integrovaný GPU Vlastní Apple GPU
M1 : 7- nebo 8jádrový GPU
M1 Pro : 14- nebo 16jádrový GPU
M1 Max : 24- nebo 32jádrový GPU
M1 Ultra : 48- nebo 64jádrový GPU
Konektor
Nuclei
Apple M2

Apple M1  je křemíková řada Apple SoC architektury ARM používaná v počítačích Mac , laptopech MacBook [1] a tabletech iPad Pro [2] a iPad Air [3] , vyráběná smluvním výrobcem TSMC pomocí 5nanometrového procesu a obsahuje asi 16 miliard tranzistorů.

První zařízení na M1 byly MacBook Air (konec roku 2020), MacBook Pro (13palcový, konec roku 2020) a Mac Mini 2020 vydané v listopadu 2020 [4] . A pak v dubnu 2021 byly představeny 24palcový iMac [5] a iPad Pro [6] na Apple M1 SoC.

8. března 2022 byla oznámena 5. generace iPadu Air založená na čipu Apple M1 [7] .

Architektura

Apple M1 má čtyři vysoce výkonná jádra „Firestorm“ a čtyři jádra „Icestorm“ s nízkou spotřebou, poskytující konfiguraci podobnou procesorům big.LITTLE od ARM a Lakefield od Intelu [8] . Tato kombinace umožňuje optimalizovat spotřebu energie; tato funkce není k dispozici na zařízeních s architekturou Apple-Intel. Apple tvrdí, že nízkoenergetická jádra využívají desetinu výkonu vysoce výkonných jader.

Vysoce výkonná jádra mají 192 KB instrukční cache a 128 KB datovou cache a sdílejí 12 MB L2 cache. Podobné specifikace pro jádra s nízkou spotřebou jsou 128KB instrukční mezipaměť, 64KB datová mezipaměť a celkem 4MB L2 cache. Icestorm "E cluster" má frekvenci 0,6-2,064 GHz a maximální spotřebu 1,3 W, Firestorm "P cluster" má frekvenci 0,6-3,204 GHz a maximální spotřebu 13,8 W.

x86 kompatibilita

Technologie dynamického binárního překladu Rosetta 2 umožňuje produktům vybaveným M1 spouštět software určený pro procesory x86 se systémem macOS. Zároveň není zaručena práce všech programů vyvinutých pro architekturu X86 a budou pracovat pomaleji.

Paměť

M1 používá konfiguraci jediné paměti LPDDR4X SDRAM 4266 MT/s (8 GB a 16 GB v různých modelech), sdílenou všemi součástmi procesoru. Čipy SoC a RAM jsou namontovány společně jako součást návrhu systému v balení .

M1 Pro má 256bitovou LPDDR5 SDRAM 6400 MT/s, zatímco M1 Max má 512bitovou LPDDR5 SDRAM 6400 MT/s. Šířka pásma paměti M1 je 68 GB/s, M1 Pro je 204 GB/s a M1 Max je 408 GB/s. M1 Pro podporuje konfigurace paměti 16 nebo 32 GB, zatímco M1 Max podporuje 32 a 64 GB [9] . M1 Pro obsahuje ProRes encode and decode media engine, zatímco M1 Max má dva motory [10] .

M1 Ultra zdvojnásobuje specifikace M1 Max s 1024bitovou 816GB/s paměťovou sběrnicí a podporou pro 64GB nebo 128GB konfigurace.

Grafika

Čip obsahuje 8jádrovou (u některých modelů 7jádrovou) grafickou procesorovou jednotku (GPU) navrženou společností Apple se 128 prováděcími jednotkami a 1 024 aritmetickými logickými jednotkami, o kterých Apple tvrdí, že mohou zpracovat až 24 576 současných vláken. Čip navíc obsahuje také 16 jader vestavěného akcelerátoru AI (NPU), který je schopen provádět 11 bilionů operací za sekundu [11] . M1 také integruje obrazový signálový procesor (ISP), úložiště NVMe a řadiče Thunderbolt 4.

Zranitelnosti

M1RACLES

V květnu 2021 objevil vývojář Asahi Linux Hector Martin zranitelnost, kterou pojmenoval M1RACLES (M1ssing Register Access Controls Leak EL0 State). Martin naznačil, že zranitelnost je výsledkem úmyslného porušení specifikací architektury ARM ze strany společnosti Apple . V důsledku této zranitelnosti si mohou jakékoli dvě aplikace skrytě vyměňovat data a obejít tak jakoukoli ochranu a izolaci softwaru. Vývojář také poukázal na to, že zranitelnost nelze opravit softwarově. Navzdory tomu se domnívá, že zranitelnost nelze použít ke skutečnému poškození [12] [13] .

Augury

V květnu 2022 objevili vědci z Tel Aviv University , University of Illinois v Urbana-Champaign a University of Washington zranitelnost nazvanou „Augury“ související s Data-Memory Dependent Prefetcher (DMP) v čipech M1. Zároveň to nebylo považováno za významné bezpečnostní riziko [14] .

Pacman

V červnu 2022 výzkumníci MIT oznámili, že našli zranitelnost pro spekulativní provádění v čipech M1, které pojmenovali „Pacman“ podle kódů pro ověřování ukazatelů (PAC). Apple uvedl, že se nedomnívá, že to představuje vážnou hrozbu pro uživatele [15] .

Produktivita a efektivita

M1 prokázal konkurenceschopný výkon a efektivitu v oblíbených benchmarcích (Geekbench 5, Cinebench R23).

Mac mini z roku 2020 vybavený M1 spotřebovává 7W nečinnosti a 39W při maximální zátěži [16] ve srovnání s 20W nečinností a 122W při maximální zátěži u 2018 6jádrového Intel i7 Mac mini [17] .

V době vydání byly MacBook Air (M1, 2020) a MacBook Pro (M1, 2020) považovány za nejrychlejší notebooky v rodině MacBooků vyráběné společností Apple [18] , což vedlo k prudkému poklesu nákladů na notebooky MacBook. založené na Intelu na aftermarketu [19] .

Vývoj rodiny čipů Apple M1

Apple M1 Pro

Apple M1 Pro je 8 nebo 10jádrový procesor ARM vyrobený 5nm procesem TSMC. Čip obsahuje 8 nebo 10 CPU jader (6 nebo 8 výkonových a 2 energeticky úsporná) a 16 grafických jader GPU s 2048 prováděcími jednotkami, plus dalších 16 jader vestavěného AI akcelerátoru. Šířka pásma vestavěné kombinované paměti ( RAM + Video paměť ) je 200 GB / s. Procesor obsahuje 33,7 miliard tranzistorů [20] .

Apple M1 Max

Apple M1 Max je 10jádrový procesor ARM vyrobený 5nm procesní technologií TSMC. Čip obsahuje 10 CPU jader (8 výkonových a 2 energeticky úsporná), 24 nebo 32 grafických jader GPU a 16 jader vestavěného AI akcelerátoru. Šířka pásma vestavěné kombinované paměti (RAM + Video paměť) je 400 GB/s. Procesor obsahuje 57 miliard tranzistorů [20] .

Apple M1 Ultra

Apple M1 Ultra je 20jádrový procesor ARM používaný v počítačích Mac Studio od roku 2022, vyráběný 5nm procesem TSMC. Čip obsahuje 20 CPU jader (16 výkonových a 4 energeticky úsporná), 48 nebo 64 grafických jader GPU a 32 jader vestavěného AI akcelerátoru. Šířka pásma vestavěné kombinované paměti (RAM + Video paměť) je 800 GB/s. Hlavním rysem M1 Ultra je architektura UltraFusion, která spojuje dva čipy M1 Max do jednoho obřího procesoru obsahujícího 114 miliard tranzistorů [21] [22] [23] .

Aplikace čipů řady M1

Zařízení používající Apple M1:

Zařízení používající Apple M1 Pro:

Zařízení používající Apple M1 Max:

Zařízení používající Apple M1 Ultra:

Možnosti

Níže uvedená tabulka ukazuje různé SoC založené na mikroarchitekturách "Firestorm" a "Icestorm".

Volba Počet jader CPU (P+E) Počet jader GPU Počet spouštěcích jednotek GPU Počet aritmetických logických bloků GPU Podporované množství sdružené paměti Počet tranzistorů
A14 6 (2+4) čtyři 64 512 4/6 GB 11,8 miliardy
M1 8 (4+4) 7 112 896 8/16 GB 16 miliard
osm 128 1024
M1 Pro 8 (6+2) čtrnáct 224 1792 16/32 GB 34 miliard
M1 Pro 10 (8+2) 34 miliard
16 256 2048 34 miliard
M1 Max 10 (8+2) 24 384 3072 32/64 GB 57 miliard
32 512 4096
M1 Ultra 20 (16+4) 48 768 6144 64/128 GB 114 miliard
64 1024 8192

Poznámky

  1. ↑ Apple M1 je první čipová sada na bázi ARM pro počítače Mac s nejrychlejšími jádry CPU a špičkovým   iGPU ? . GSMArena.com . Získáno 25. listopadu 2020. Archivováno z originálu dne 25. ledna 2021.
  2. ↑ Apple. iPad Pro  (ruština)  ? . apple.com (20. 4. 2021). Získáno 25. dubna 2021. Archivováno z originálu dne 28. dubna 2021.
  3. ↑ Apple. iPad Air  (anglicky) . apple.com . Získáno 4. června 2022. Archivováno z originálu dne 29. srpna 2021.
  4. ↑ Nová revoluce? Apple představil notebooky založené na vlastním procesoru M1 . Čas elektroniky (10. listopadu 2020). Datum přístupu: 25. listopadu 2020.
  5. ↑ iMac 24 palců  (ruština)  ? . Apple (Rusko) . Získáno 25. dubna 2021. Archivováno z originálu dne 25. dubna 2021.
  6. ↑ iPad Pro  (ruština)  ? . Apple (Rusko) . Získáno 25. dubna 2021. Archivováno z originálu dne 28. dubna 2021.
  7. ↑ Apple představuje nejvýkonnější a nejuniverzálnější iPad Air  všech dob  ? . Apple Newsroom . Získáno 12. března 2022. Archivováno z originálu dne 11. března 2022.
  8. ↑ Čip  Apple M1 . Apple . Získáno 25. listopadu 2020. Archivováno z originálu dne 10. listopadu 2020.
  9. ↑ 2021 MacBook Pro Teardown: Letmý pohled na lepší časovou osu | iFixit  novinky . iFixit (12. června 2022). Získáno 12. června 2022. Archivováno z originálu dne 11. června 2022.
  10. ↑ Porovnání : M1 vs M1 Pro a M1 Max  . AppleInsider . Získáno 12. června 2022. Archivováno z originálu 9. června 2022.
  11. ↑ Apple představil proprietární procesor Apple M1 pro počítače Mac  (ruština)  ? . 3D News . (10. listopadu 2020). Získáno 8. března 2022. Archivováno z originálu dne 9. března 2022.
  12. ↑ Zranitelnost M1RACLES nalezená v Apple M1, kterou nelze opravit programově . iXBT.com . Získáno 28. května 2021. Archivováno z originálu dne 27. května 2021.
  13. ↑ M1RACLES:  Zranitelnost Apple M1 . m1racles.com . Získáno 28. května 2021. Archivováno z originálu dne 27. května 2021.
  14. ↑ Nově objevená 'Augury' chyba v čipech M1 a A14 nepředstavuje (zatím  ) vážné riziko . Macworld (3. května 2022). Získáno 12. června 2022. Archivováno z originálu dne 11. června 2022.
  15. ↑ Výzkumníci z MIT odhalují „nepatchovatelnou“ chybu v  čipech Apple M1 . TechCrunch (10. června 2022). Staženo: 12. června 2022.
  16. ↑ Informace o spotřebě energie a tepelném výstupu (BTU) Mac mini  . Podpora Apple . Získáno 8. srpna 2021. Archivováno z originálu dne 21. října 2017.
  17. ↑ Údaje o spotřebě energie a tepelného výkonu Lovejoy, Ben M1 Mac mini zdůrazňují účinnost Apple Silicon . 9To5Mac (28. ledna 2021). Získáno 14. května 2021. Archivováno z originálu dne 17. prosince 2021.
  18. ↑ Cunningham, Andrew Nejlepší MacBooky  . The New York Times (18. prosince 2020). Získáno 6. ledna 2021. Archivováno z originálu dne 21. ledna 2021.
  19. ↑ Propad cen Maců v  roce 2021 . ZDNet (25. února 2021). Získáno 1. března 2021. Archivováno z originálu dne 1. března 2021.
  20. ↑ 1 2 Apple představil čipy M1 Pro a M1 Max – 2krát rychlejší než Core i9 z předchozí generace MacBooku a ultravýkonné GPU  (ruština)  ? . 3D News . (18. října 2021). Získáno 8. března 2022. Archivováno z originálu dne 9. března 2022.
  21. ↑ Apple představuje 20jádrový ultra desktopový procesor M1  (ruský)  ? . 3D News . (8. března 2022). Získáno 8. března 2022. Archivováno z originálu dne 8. března 2022.
  22. ↑ Ultra-rychlý Apple M1 Ultra SoC odhalen: srovnání s Intel Core i9-12900K a GeForce RTX 3090  (ruština)  ? . iXBT.com (9. března 2022). Získáno 11. března 2022. Archivováno z originálu dne 12. března 2022.
  23. ↑ To nyní umí pouze Apple. Nejnovější SoC M1 Ultra má 114 miliard tranzistorů a jeho plocha je osmkrát větší než u M1  (ruský)  ? . iXBT.com (9. března 2022). Získáno 11. března 2022. Archivováno z originálu dne 12. března 2022.
  24. ↑ MacBook Air (M1, 2020) – Technické specifikace . support.apple.com _ Získáno 12. června 2022. Archivováno z originálu dne 11. listopadu 2020.
  25. ↑ iMac nabízí zcela nový design v živých barvách , čip M1 a 4,5K Retina displej  . Apple Newsroom (20. dubna 2021). Získáno 12. června 2022. Archivováno z originálu dne 20. dubna 2021.

Odkazy