Apple M1

Apple M1
Specifikace
Kódové značeníM1 – APL1102
M1 Pro – APL1103
M1 Max – APL1105
M1 Ultra – APL1W06
NávrhApple
UvedeníM1 – 10. listopadu 2020
M1 Pro a M1 Max – 18. října 2021
M1 Ultra – 8. března 2022
VýrobciTSMC
Výrobní proces5 nm
Počet jaderM1 – 8 (4 + 4)
M1 Pro – 8 / 10 (6 / 8 + 2)
M1 Max – 10 (8 + 2)
M1 Ultra – 20 (16 + 4)
(výkonnostní + energeticky-efektivní)
Frekvencemax. 3,2 GHz
Instrukční sadaARMv8.4-A
L1 cache192+128 KB v každém jádru (výkonnostní jádra)
128+64 KB v každém jádru (energeticky-efektivní jádra)
L2 cacheM1 – 12 MB + 4 MB
M1 Pro a M1 Max – 24 MB + 4 MB
M1 Ultra – 48 MB + 8 MB
(výkonnostní + energeticky-efektivní)
GPUIntegrovaná grafika Applu
M1 – 7 / 8 jader
M1 Pro – 14 / 16 jader
M1 Max – 24 / 32 jader
M1 Ultra – 48 / 64 jader
PředchůdceIntel Core
Apple T2
Apple A12Z Bionic
Apple A14
Nástupce
Varianty
M1 Pro, M1 Max, M1 Ultra
Nástupce
Apple M2

Apple M1 je první systém na čipu (SoC) založený na architektuře ARM, vyrobený 5 nm technologií od společnosti Apple. Celý systém obsahuje jak centrální procesorovou jednotku (CPU) tak i grafický procesor (GPU). Slouží pro stolní počítače řady Macintosh, notebooky MacBook a tablety iPad Pro a iPad Air[1] s podporou v systémech macOS i iPadOS.[2]

M1 byl vydán v listopadu 2020, s tím, že následující verze M1 Pro a M1 Max byly vydány o rok později a M1 Ultra v březnu 2022.[3] Verze M1 se liší zejména velikostí a počtem tranzistorů – klasická M1 obsahuje kolem 16 miliard tranzistorů,[4] M1 Ultra 114 miliard.[5] Na začátku června 2022 byl oznámen příchod další generace – Apple M2.[6]

Design

CPU

M1

M1 obsahuje čtyři vysoce-výkonnostní jádra „Firestorm“ a čtyři energeticky-efektivní jádra „Icestorm“,[7] která spotřebovávají pouze jednu desetinu energie v porovnání s vysoce-výkonnostními.[8] Tato kombinace umožňuje optimalizovat spotřebu energie, kde u předchozích zařízení s architekturou Apple-Intel to nebylo možné.

  • Vysoko-výkonnostní jádra „Firestorm“ mají 129 kB L1 CPU mezipaměť, 128 kB L1 datovou mezipaměť a sdílenou 12 MB L2 mezipaměť.[9]
  • Energeticky-úsporná jádra „Icestorm“ mají 128 kB L1 CPU mezipaměť, 64 kB L1 datovou mezipaměť a sdílenou 4 MB L2 mezipaměť.[10][11]
  • Celý systém na čipu má také 16 MB mezipaměť sdílenou s grafickým procesorem.

M1 Pro a M1 Max

M1 Pro a M1 Max používají stejný design jako M1, avšak s osmi nebo šesti vysoce-výkonnostními jádry „Firestorm“ a dvěma energeticky-efektivními jádraý „Icestorm“, které poskytují celkem deset jader nebo osm jader.[12][13]

  • Osm nebo šest vysoce-výkonnostních jader je rozděleno do dvou clusterů. Každý cluster sdílí 12 MB mezipaměti L2.
  • Dvě energeticky-efektivní jádra sdílejí 4 MB mezipaměti L2.
  • M1 Pro a M1 Max mají 24 MB a 48 MB sdílené mezipaměti.

M1 Ultra

M1 Ultra kombinuje dva čipy M1 Max v jednom – celkem 20 jader CPU a 96 MB sdílené mezipaměti.[14]

GPU

M1 má 8jádrový (u některých základních modelů 7jádrový) grafický procesor (GPU) od Applu.[15] Každé jádro GPU je rozděleno do 16 jednotek, z nichž každá obsahuje 8 aritmeticko-logických jednotek (ALU).[16] Celkově GPU M1 obsahuje až 128 jednotek nebo 1024 ALU, které podle Applu mohou spouštět až 24 576 vláken současně a mají maximální výkon 2,6 teraFLOPS.[17][18]

M1 Pro obsahuje 16 nebo 14jádrový grafický procesor, zatímco M1 Max obsahuje 32 nebo 24jádrový. Grafický procesor M1 Max obsahuje 512 prováděcích jednotek neboli 4096 ALU, které mají maximální výkon s plovoucí řádovou čárkou 10,4 teraFLOPSu.[19]

M1 Ultra je vybaven 48 nebo 64jádrovým GPU.[20]

Paměť

M1 používá 4 266 MT/s LPDDR4X SDRAM paměť,[21] která slouží pro všechny součásti SoCu. SoC čipy i RAM paměť jsou namontovány společně. K dispozici je konfigurace jak s 8 tak i 16 GB RAM paměti.

M1 Pro má 256bitovou paměť LPDDR5 SDRAM a M1 Max má 512bitovou paměť LPDDR5 SDRAM. M1 Pro má šířku pásma 200 GB/s a M1 Max má šířku pásma 400 GB/s.[22] M1 Pro se dodává v paměťových konfiguracích 16 a 32 GB a M1 Max v konfiguracích 32 a 64 GB.[23]

M1 Ultra zdvojnásobuje specifikace M1 Max na 1024bitovou (1kB) paměťovou sběrnici s šířkou pásma 800 GB/s v konfiguraci s 64 nebo 128 GB operační paměti.[24]

Další funkce

SoC M1 také obsahuje neuronovou síť v 16jádrovém neuronovém enginu, který dokáže provést až 11 biliónů operací za sekundu.[25] Mezi další komponenty patří obrazový procesor (ISP), NVMe, řadič Thunderbolt 4 a Secure Enclave. Mezi podporované kodeky patří H.264, H.265, VP9, AV1 a JPEG.[26] M1 Pro a výše mají také podporu pro kodek Apple ProRes.[27]

Výkon a efektivita

Mac mini (2020) vybavený M1 spotřebovává 7 wattů při nečinnosti a 39 wattů při maximální zátěži ve srovnání s 20 watty při nečinnosti a 122 watty maximální zátěže u Macu mini (2018) s 6jádrovým Intelem i7.[28][29] Energetická úspornost také zároveň zdvoj až ztrojnásobuje životnost baterie MacBooků s M1 oproti MacBookům s čipy od Intelu.[30]

Při vydání v roce 2020, MacBook Air a MacBook Pro s M1 byly považovány za nejrychlejší MacBooky vyrobené společností Apple.[31]

Produkty

M1

M1 Pro

  • MacBook Pro 14 a 16palcový (2021)

M1 Max

  • MacBook Pro 14 a 16palcový (2021)
  • Mac Studio (2022)

M1 Ultra

  • Mac Studio (2022)

Varianty

Tabulka znázorňuje varianty M1 SoCu, které používají jádra „Firestorm“ a „Icestorm“.

Variantapočet CPU jaderpočet GPU jaderGPU EUGPU ALUPaměť (GB)Počet tranzistorů
M18 (4 + 4)71128968 nebo 1616 miliard
81281024
M1 Pro8 (6 + 2)14224179216 nebo 3234 miliard
10 (8 + 2)
162562048
M1 Max10 (8 + 2)24384307232 nebo 6457 miliard
325124096
M1 Ultra20 (16 + 4)48768614464 nebo 128114 miliard
6410248192

Galerie

  • M1 bez rozvaděče tepla
    M1 bez rozvaděče tepla
  • M1 v porovnání s čipem A13
    M1 v porovnání s čipem A13
  • M1 Pro
    M1 Pro
  • M1 Max
    M1 Max
  • M1 Ultra
    M1 Ultra

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Apple M1 na anglické Wikipedii.

  1. ↑ The Apple M1 is the first ARM-based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU. GSMArena.com [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ WONG, Raymond. M1 iPad Pro review: Why Apple will never put macOS on iPad. Input [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. ↑ HASLAM, Karen. M1 Ultra joins M1 Pro and M1 Max in M1 line up. Macworld UK [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ Apple unleashes M1. Apple Newsroom [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ SOHAIL, Omar. Apple’s M1 Ultra Combines Two Chipsets to Feature 114 Billion Transistors, Features a 20-Core CPU, 64-Core for Unrivaled Performance [online]. 2022-03-08 [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ WARREN, Tom. Apple announces new flagship M2 processor. The Verge [online]. 2022-06-06 [cit. 2022-06-06]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. ↑ ALEKSANDAR KOSTOVIC PUBLISHED. Apple M1's 'Small' Icestorm Cores Benchmarked Against 'Big' Firestorm Cores. Tom's Hardware [online]. 2021-09-02 [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. ↑ Here's what the future of Apple silicon Macs look like. iMore [online]. 2020-11-10 [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. 
  9. ↑ Apple M1: performance and specs | NanoReview. NanoReview.net [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  10. ↑ HINUM, Klaus. Apple M1 Max Processor - Benchmarks and Specs. Notebookcheck [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  11. ↑ Apple M1 review and specs (cores, size, nm, GHz, gpu Gflops). chipguider.com [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. 
  12. ↑ FRUMUSANU, Andrei. Apple's M1 Pro, M1 Max SoCs Investigated: New Performance and Efficiency Heights. www.anandtech.com [online]. [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. 
  13. ↑ Apple's M1 Max Chip: Everything You Need to Know. MacRumors [online]. [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. (anglicky) 
  14. ↑ MUJTABA, Hassan; MUJTABA, Hassan. Apple M1 Ultra Chip Is Nearly 3 Times Bigger Than AMD's Ryzen CPUs, Benchmarks Show Desktop Intel & AMD CPUs Still Ahead [online]. 2022-03-19 [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. (anglicky) 
  15. ↑ FRUMUSANU, Andrei. Apple's M1 Pro, M1 Max SoCs Investigated: New Performance and Efficiency Heights. www.anandtech.com [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. 
  16. ↑ FRUMUSANU, Andrei. The 2020 Mac Mini Unleashed: Putting Apple Silicon M1 To The Test. www.anandtech.com [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. 
  17. ↑ KINGSLEY-HUGHES, Adrian. Apple Silicon M1 chip: Here's what we know. ZDNet [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  18. ↑ Apple M1 Chip - Apple. web.archive.org [online]. 2020-11-10 [cit. 2022-04-17]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-11-10. 
  19. ↑ HINUM, Klaus. Apple M1 Max 32-Core GPU - Benchmarks and Specs. Notebookcheck [online]. [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. (anglicky) 
  20. ↑ Apple M1 Ultra: Everything you need to know. Trusted Reviews [online]. 2022-03-09 [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. (anglicky) 
  21. ↑ Jak Apple změnil s CPU M1 pravidla hry – a co to znamená?. PCTuning [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. 
  22. ↑ Apple M1 Chip - Apple. web.archive.org [online]. 2020-11-10 [cit. 2022-09-14]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-11-10. 
  23. ↑ 2021 MacBook Pro Teardown: A Glimpse at a Better Timeline | iFixit News. iFixit [online]. 2022-09-14 [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. (anglicky) 
  24. ↑ Apple M1 Ultra Release Date, Benchmark, Specifications, and more [online]. 2022-03-14 [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. (anglicky) 
  25. ↑ Apple M1 Chip: Everything You Need to Know. MacRumors [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  26. ↑ SINGH, Kay. Apple Silicon M1 Power Consumption Deep Dive Part 2: Local Playback. Kay's Blog [online]. 2021-05-08 [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  27. ↑ Compared: M1 vs M1 Pro and M1 Max. AppleInsider [online]. [cit. 2022-09-14]. Dostupné online. (anglicky) 
  28. ↑ Mac mini power consumption and thermal output (BTU) information. Apple Support [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  29. ↑ LOVEJOY, Ben. M1 Mac mini power consumption and thermal output figures highlight Apple Silicon efficiency [online]. 2021-01-28 [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  30. ↑ Yeah, Apple’s M1 MacBook Pro is powerful, but it’s the battery life that will blow you away [online]. [cit. 2022-04-17]. Dostupné online. (anglicky) [nedostupný zdroj]
  31. ↑ The Best MacBooks. The New York Times. 2021-10-18. Dostupné online [cit. 2022-04-17]. ISSN 0362-4331. (anglicky) 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Apple M1 no heatsink.png
Autor: Henriok, Licence: CC0
Illustration of Apple's M1 processor, without its heatsink. Inspiration from Apple's promotion material and EETimes Asia https://www.eetasia.com/apple-mini-m1-soc-teardown/
Apple M1 Ultra.png
Autor: Henriok, Licence: CC0
Illustration of Apple's M1 Ultra microprocessor. Inspiration was provided by Max Tech @ YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=IY0gRMpT4AY&t=1049s
M1 A13 comparison MacMini9 1 M1.jpg
Autor: Sonic8400, Licence: CC BY-SA 4.0
MacMini9,1 (M1, 2020) logic board compared with A13 SOC on an iPhone 11 CPU board.
Apple M1 Pro.png
Autor: Henriok, Licence:
Illustration of Apple's M1 Pro microprocessor. Inspiration found at iFixit https://www.ifixit.com/Guide/MacBook+Pro+14-Inch+2021+Chip+ID/145718
Apple M1.jpg
Autor: Henriok, Licence: CC0
Illustration of Apple's M1 processor.
Apple M1 Max.png
Autor: Henriok, Licence: CC0
Illustration of Apple's M1 Max microprocessor. Inspiration was provided by @L0vetodream on Twitter. https://twitter.com/L0vetodream/status/1453114141757952000 and @VadimYuryev on Twitter https://twitter.com/vadimyuryev/status/1506018921232568320