2021-10-21 20:23:32
Почему процессоры Apple так хороши? Разберемся подробнее. (Часть 1) Разберёмся со всем по порядку: Почему М1 вообще так хорош? В чём техническая причина?
Сделали ли Apple нечто экзотическое, чтобы добиться такого эффекта?
Легко ли будет Intel и AMD сделать то же самое, чтобы оставаться в гонке?
Сегодня, если вы покупаете чип – Intel или AMD – фактически вы покупаете большое число микропроцессоров (мы называем их “ядрами” процессора) в одной обертке. Одно ядро, по сути, это полностью независимый чип, который может читать инструкции и исполнять их. Долгое время сутью игры за повышение мощности
было правило: просто добавь еще ядер в CPU (центральный процессор). Но Apple пошла своим путём…
Вместо того, чтобы следовать тренду добавления ядер в процессор, Apple поступила более радикально: они стали
добавлять больше специализированных процессоров для выполнения конкретных задач. Преимущество заключается в том, что
специализированные чипы, как правило,
существенно быстрее выполняют свою задачу, затрачивая
меньше энергии, чем CPU общего назначения. Это только часть объяснения, почему люди, которые занимаются видео и графикой на компьютерах с процессором М1, отмечают прирост производительности. Дело в том, что задачи выполняются на том процессоре, который для этого был создан.
Вместо множества ядер общего назначения, чип М1 внутри содержит:
Центральный процессор CPU – “мозги” системы на чипе. Выполняет большинство задач компьютера и программ.
Графический процессор GPU – используется в обработке графики и изображения, в том числе и в играх.
Блок обработки изображений ISP – используется для увеличения производительности во время работы приложений по обработке графики.
Обработчик цифровых сигналов (digital signal processor, DSP) – выполняет более сложные математические функции, чем центральный процессор, включая декомпрессию музыкальных файлов.
Блок нейронной обработки (Neural processing unit, NPU) – используется в топовых смартфонах, чтобы ускорить работу машинного обучения и AI.
Кодировщик видео (Video encoder/decoder) – для энергоэффективного преобразования видео разных форматов.
Блок безопасности (Secure Enclave) – шифрование, аутентификация и безопасность.
Блок единой памяти (Unified memory) – позволяет модулям чипа взаимодействовать максимально быстро.
Всё это вместе вышеперечисленное мы называем
системой на чипе (system on the chip, SoC).
Итого, очень важная вещь, которую нужно запомнить: М1 — это не только центральный процессор. Это система множества чипов, лежащих в одной кремниевой обертке. Технически,
М1 — это весь компьютер на одном чипе. А M1 Pro и M1 Max «старшие братья» М1, более совершенные и доработанные, с бо́льшим количеством ядер CPU и GPU, объединённой памяти, более высокими частотами, пропускной способностью и т.д.
Что же такого Apple делает, что не могут делать другие производители? В некоторой степени, делают. Многие производители добавляют все чаще специализированные со-процессоры. AMD тоже начали ставить более мощные графические процессоры в свои чипы, а также они постепенно двигаются к некоторой форме “систем на чипе”, называемых Accelerated Processing Unit APU, которые являются тоже комбинацией CPU и GPU на одном чипе.
Есть еще одна важная причина, почему AMD не спешат. Чип SoC — это весь компьютер на одном чипе. Это затрудняет бизнес для нынешних производителей компьютеров вроде HP или Dell. Аналогия: если весь ваш бизнес заточен под производство двигателей для машины, то это будет необычно начинать производить и продавать целые машины.
В случае
ARM (один из крупнейших в мире фаблесс-разработчиков и лицензиаров архитектуры процессоров) это не проблема. Производители компьютерных деталей могут просто
купить лицензию на производство ARM и другие чипы и производить SoC с теми компонентами, которые они считают полезными. Затем они отправят готовые макеты на завод производства полупроводников вроде GlobalFoundries или TSMC, которые уже сегодня производят чипы для AMD и Apple.
477 views17:23
M
