Процессор М1 — в чем его особенность

Во-первых, это прецедент, причем знаковый. Впервые в истории Эпл переходит на собственную процессорную платформу – процессор М1. Это означает, что царствование двух корпораций, Intel и AMD, как минимум под вопросом. «Яблочный» процессор, разумеется, не станет доминирующем на рынке. Даже не из-за физических качеств самого процессора, а просто потому, что он будет использоваться самой Эпл. А это все же ниша рынка, причем специфическая и не очень большая сама по себе.

Технически, процессоры POWER тоже разрабатывала Эпл. Однако, там была огромная доля как инженерной, так и физической работы со стороны IBM. Теперь настала пора полностью перейти на собственные рельсы. Шаг довольно вынужденный, ведь производство — это всегда риск, особенно для фирмы, не имеющей собственных фабрик. Очевидно, Тим Кук и совет директоров считают, что текущее сотрудничество с Интел исчерпано.

Процессор М1 вышел только в 2020 году и немедленно попал под дефицит электроники, связанный с пандемией. Поэтому массового перехода на этот ЦПУ нет и не предвидится. По крайней мере, до тех времен, пока потребности отрасли в базовых запчастях не закроют. То есть, минимум ближайшие пару лет ждать его во всех сборках — очень рано. Откуда же такой ажиотаж?

Техпроцесс и особенности производства процессора М1

Эпл недаром в середине нулевых для сотрудничества выбрала именно Интел. Передовая по тогдашним временам архитектура Core успешно сменила массовые процессоры, использовавшие технологию NetBurst. Решение оказалось не только технически передовым, но и весьма выгодным. Огромное количество Макинтошей и Макбуков на платформе Intel увеличили капитализацию материнской компании.

Смена лидера: AMD VS Intel

Примерно с 2013-2014 годов Intel находится в перманентном инженерном кризисе. Огромная компания не может просто взять и перестроить всю линейку продукции на новый лад. В результате в 2017 году выходит AMD Ryzen, который имеет революционную архитектуру и делает большинство старых процессоров Intel попросту ненужными за такую цену. Представители Apple обращались к главному производителю процессоров в мире, однако конвейер так и не получилось перенастроить.

Apple – одна из немногих фирм, которые могут разработать полноценные процессоры полностью на своих инженерных мощностях. Они уже почти пятнадцать лет производят Айфон на базе собственной серии процессоров, которые в некоторых поколениях считались одними из самых производительных. Поэтому же был логичен переход на «мобильную» архитектуру ARM.

Собственное производство Apple

Этот процесс был неизбежен по мере исчерпания возможностей проверенной десятилетиями х86. У Эпл в этом плане есть громадное преимущество — они не связаны «техническим наследием». Совсем ранние процессоры на десктоп для них производила Моторола, позже — альянс с IBM, во время третьей стадии жизни компании — Интел. И каждый раз производитель сталкивался с тем, что полностью «нулевую» разработку не способен воплотить в жизнь. Слишком дорого и не хватает свободных кадров.

Поэтому Apple сразу начала с техпроцесса в 5 нанометров. Благодаря предыдущим мобильным наработкам, задача была поставлена однозначно — сделать достаточно тонкий кристалл и одновременно достаточно холодный, но без потери производительности.

Революционные характеристики процессора М1

У мобильных процессоров, используемых в ноутбуках, всегда была проблема так называемого троттлинга. У каждого ЦПУ есть «комфортный» диапазон работы, при перегреве для избежания деградации кристалла он сбрасывает частоты. Что тут же снижает в разы производительность. Получается, что человек покупает формально мощную систему, которая в основном находится либо в простое, либо в экстремальных условиях, то есть все равно не раскрывает свой потенциал.

Как же Apple справилась с подобным вызовом? Новая архитектура ARM в процессоре М1 подразумевает (в данный момент) восемь ядер на кристалле, организованных соответствующим образом:

• 4 быстрых ядра Firestorm;
• 4 медленных ядра Icestorm.

«Быстрый» и «медленный» режимы при этом весьма относительны. М1 показывает хорошие результаты в тестах даже при минимальной нагрузке. Суть такого разделения — в энергопотреблении и эффективном распределении задач. Во время простого серфинга работают исключительно «медленные», холодные ядра, обеспечивающие хорошую автономность. Поэтому Процессор М1 уже массово и успешно идет в ноутбуки. При большой нагрузке включаются все восемь ядер в режиме многопоточности.

Холодный процессор М1 от Apple?

Упомянутые выше пять нанометров — также не случайны. Проблема в том, что полупроводники от нагрева изолировать полностью не получается. Процессоры Zen от АМД, которые выпускаются по технологии 7 нанометров, получились тоже быстрыми и холодными, но до определенных пределов. «Разогнанные» их версии, в свою очередь, довольно горячие из-за того, что все элементы под процессорной крышкой расположены очень плотно друг к другу.

Apple, судя по тестам, совершила революцию как минимум в сегменте для ноутбуков и планшетов. Пользователи получили относительно недорогой (по «яблочным» меркам), достаточно быстрый и при этом холодный процессор. Кроме того, был внедрен прогрессивный режим эмуляции. Практически любое современное приложение х86-64 можно легко запустить на Маке без каких-либо особых настроек.

М1: Итоги

Все это может в дальнейшем привести к переделу рынка в пользу Apple. У Intel просто нет мобильного процессора такого уровня за примерно сопоставимые деньги. Их старшие процессоры быстрее, но намного горячее и дороже, а также продолжают страдать от троттлинга. Судя по тому, что Apple выкупила дополнительные мощности у TSMC – это показатель того, что решение будет внедрено в дальнейших поколениях Макбуков и айпадов.

Процессор М1 — лишь первый в линейке. В дальнейшем планируются еще более производительные версии, которые будут ставиться и в самые производительные версии Макинтошей. Они подойдут и для компьютерной графики, и для других миссий, требующих большую нагрузку на систему.