Apple Silicon M1 a vše co o něm potřebujete vědět

Apple Silicon M1 je prvním Apple procesorem, založeným na ARM architektuře. K čemu to vlastně je a jaké výhody má oproti Intel procesorům?

Společnost Apple v listopadu vydala první Macy s čipem M1 založeným na ARM, představujícím nové 13palcové modely MacBook Pro, MacBook Air a Mac mini 2020. Čip M1 získal nadšené ohlasy za neuvěřitelný výkon a efektivitu a je vyvrcholením více než desetiletí práce společnosti Apple na čipech vytvořených pro iPhone a iPad.

Apple Silicon M1 a vysvětlení

M1 je první systém navržený společností Apple na čipu (SoC), který byl vyvinut pro použití v počítačích Mac. Znamená to přechod společnosti Apple od čipů Intel, které společnost z Cupertina používá v počítačích Mac od roku 2006.

Jako systém na čipu (System on Chip) integruje M1 několik různých komponent, včetně CPU, GPU, architektury unifikované paměti (RAM), Neural Engine, Secure Enclave, řadiče SSD, procesoru obrazového signálu, kódovacích / dekódovacích motorů, řadiče Thunderbolt s podporou USB 4 a další, z nichž všechny podporují různé funkce v Macu.

Mac dosud používal více čipů pro CPU, I/O a zabezpečení, ale snaha společnosti Apple o integraci těchto čipů je důvodem, proč je M1 mnohem rychlejší a efektivnější než předchozí čipy Intel. Architektura sjednocené paměti, kterou Apple zahrnul, je také hlavním faktorem, protože všechny technologie v M1 jsou schopny přistupovat ke stejným datům bez nutnosti přepínání mezi více moduly paměti.

Architektura sjednocené paměti zabudovaná do čipu M1 umožňuje, aby CPU, GPU a další komponenty procesoru nepotřebovaly mezi sebou kopírovat data a mohly přistupovat ke stejnému datovému fondu. To přináší do M1 pozoruhodné zlepšení rychlosti a efektivity. Tato paměťová architektura znamená, že RAM nelze upgradovat uživatelem, což není příliš překvapivé, protože jen málo Mac počítačů má RAM přístupnou pro uživatele. Počítače s M1 jsou postaveny maximálně s 16GB RAM, ale i základních 8 GB stačí pro každodenní úkoly.

Na M1 je 16 miliard tranzistorů, což je nejvíce, co Apple kdy vložil do čipu pro nejrychlejší jádro CPU dostupné v nízkoenergetickém křemíku a bezkonkurenčním výkonu CPU na watt. Design čipů společnosti Apple mu umožnil vytvářet Macy, které jsou rychlejší a energeticky efektivnější, než bylo možné u čipů navržených Intelem. Další vylepšení jsou k dispozici díky užší integraci čipu se softwarem.

M1 vs x86

Na rozdíl od čipů Intel postavených na architektuře x86 používá Apple Silicon M1 architekturu založenou na ARM podobně jako čipy řady A, které Apple již roky navrhuje pro iPhony a iPady.

Čip M1 je dosud nejvýkonnějším čipem, který společnost Apple vytvořila, a je obdobou čipu A14 v nejnovějších modelech ‌iPhone‌ a iPad Air, postavených na procesu o 5 nanometrech společností Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). TSMC staví všechny čipy společnosti Apple a dělá to již mnoho let.

CPU, GPU, Neural Engine

Čip M1 obsahuje 8jádrový procesor se čtyřmi vysoce výkonnými jádry a čtyřmi vysoce účinnými jádry. Vysoce výkonná jádra jsou navržena tak, aby poskytovala nejlepší výkon pro energeticky náročné úlohy.

Tato jádra mohou společně nabídnout působivý vícevláknový výkon, který umožnil Macům M1 překonat i 16palcové modely MacBook Pro nejvyšší třídy.

Pro úlohy, které jsou méně náročné a nevyžadují stejnou energii, jako je procházení webu, existují čtyři vysoce účinná jádra, která k zachování životnosti baterie využívají desetinu výkonu. Apple uvádí, že tato jádra nabízejí výkon podobný dvoujádrovému počítači MacBook Air předchozí generace, ale s mnohem nižším odběrem. Tato jádra mohou pracovat samostatně, když není potřeba značná energie, ale pro náročné úkoly lze zapojit všech osm jader najednou.

Srovnávací testy ‌MacBook Air‌, MacBook Pro a ‌Mac mini‌ potvrdily působivý výkon čipu M1. Mezi modely existují určité tepelné rozdíly, ale všechny mají nejvyšší jednojádrový výkon ze všech počítačů Mac a vícejádrový výkon srovnatelný s desktopy společnosti Apple.

Nejvýkonnější Mac z celé řady, ‌Mac mini‌, získal jednojádrové skóre Geekbench 5 1702 a vícejádrové skóre 7380, hned za ním byly MacBook Air a MacBook Pro.

Čip M1 má vestavěný Neural Engine, komponentu, kterou Apple poprvé začal přidávat ke svým čipům řady A před několika lety. Neural Engine je navržen tak, aby urychlil úkoly strojového učení na počítačích Mac, jako jsou videoanalýza, rozpoznávání hlasu, zpracování obrazu a další.

16jádrový Neural Engine je schopen 11 bilionů operací za sekundu a až 15krát rychlejšího výkonu strojového učení ve srovnání s předchozí generací modelů, které přešly na M1.

Výdrž baterie

I přes neuvěřitelná vylepšení rychlosti, která čip M1 přináší, je také efektivnější z hlediska baterie než jakýkoli jiný čip Mac, který Apple dosud vydal. Výdrž baterie v počítači s M1 vydrží až dvakrát déle než v počítačích Mac předchozí generace. Mac s nejdelší výdrží baterie je 13palcový MacBook Pro, který vydrží až 20 hodin. To je dvojnásobná výdrž baterie než u modelu předchozí generace.

Aplikace s ARM

Protože čip M1 používá odlišnou architekturu, společnost Apple vytvořila nástroje umožňující vývojářům vytvářet univerzální binární soubory aplikací, které fungují bezchybně na čipech ‌Apple Silicon‌ a Intel, a navíc vyvinula překladovou vrstvu Rosetta 2, která umožňuje aplikacím z x86 spouštění na M1 čipu.

Při přechodu na M1 Mac by mělo vše fungovat normálně a v průběhu několika let budou nejpopulárnější aplikace pro Mac pravděpodobně postaveny na nativním spouštění na ARM architektuře. Právě teď existuje při výběru M1 Macu jeden zásadní kompromis, a to podpora Windows. Ta pořád není oficiální, takže virtualizovat Windows na Macu s M1 stále nejde. Vše se ale zdá být jen otázkou času.

Budoucnost Apple Silicon procesorů

Apple plánuje přechod celé řady počítačů Mac na čipy Apple Silicon,, přičemž zcela odstraní procesory Intel. Apple očekává, že proces přesunu celé produktové řady bude trvat zhruba dva roky.

Mezi další počítače Mac, které by mohly získat čipy Apple Silicon‌, patří iMac s 24palcovou obrazovkou a přepracované 16,1palcové a 14,1palcové modely MacBooku Pro.