22. lipnjand, 2020. označila je vrlo značajnu prekretnicu za Apple najavom potpuno nove linije prilagođenih stolnih i mobilnih procesora s oznakom 'Apple Silicon'. Do tog trenutka, pa čak i u vrijeme pisanja ovog članka, Apple je surađivao s Intelom u pružanju CPU-a za svoje prijenosne i stolne proizvode kao što su MacBook Pro i Mac Pro. Najavom ove nove linije prilagođenih silicija, Apple planira prijeći s procesora koje nudi Intel u korist procesora koje namjerava razvijati i proizvoditi neovisno.
Apple tvrdi da postoji veliki broj poboljšanja s Apple Silicon - Slika: Apple
Apple je s iznimnim uspjehom već razvijao i proizvodio vlastite prilagođene mikroprocesore za svoje iPhone i nije iznenađenje da sada želi pojačati tu pohvalu ciljajući tržište CPU-a za mobilne i stolne računare. Ovaj je potez dodatno opravdan potpunim nedostatkom inovacija i napretkom Intela u posljednje vrijeme, ne samo u postavama CPU-a za stolne računare, već i na tržištu CPU-a za prijenosna računala gdje su parametri poput učinkovitosti najvažniji. Intel je imao dobro dokumentirane probleme s ciljanim prelaskom na 10-nm proizvodni proces, pa je za sada zaglavio na 14 nm za većinu svojih proizvoda. Zbog toga je prijelaz s Intela na Appleov vlastiti Silicij još važniji za tvrtku s reputacijom poput Appleove.
Apple Silicon
Već smo obradili osnove Apple Silicon i što to znači za Intel u ovom članku, ali u današnjem sadržaju imamo mnoštvo novih informacija o Apple Siliconu, uključujući prvi proizvod koji je Apple službeno proizveo pod robnom markom Apple Silicon. Apple Silicon u osnovi je zamišljen kao niz procesora nad kojima Apple ima potpunu kontrolu, bilo u dizajnu, proizvodnji, proizvodnji, performansama, optimizaciji ili onome što vi imate. Apple želi eksponencijalno poboljšati korisničko iskustvo i performanse svojih prijenosnih i stolnih proizvoda ovom linijom CPU-a jer su ti proizvodi donekle stagnirali zbog nedostatka značajnih poboljšanja performansi s Intelove strane.
Apple Silicon također zauzima potpuno drugačiji pristup proizvodnji samih procesora u odnosu na Intel. Za razliku od Intelovih procesora koji se temelje na x86 arhitekturi, Apple temelji svoje prilagođene procesore na ARM arhitekturi, koja dolazi s vlastitim nizom prednosti i nedostataka kako je kasnije istraženo u članku. Kombinirajući ARM arhitekturu s Appleovim 5nm proizvodnim procesom, Apple želi proizvesti prilagođene mikroprocesore koji su nadmašili Intelovu ponudu ne samo po performansama već i po učinkovitosti što je glavna briga za prijenosnike kao što je MacBook serija.
Apple M1 čip
Prvi Appleov proizvod pod brendom Apple Silicon stigao je 10. studenogth, 2020. pod nazivom Apple M1. Ovo je prilagođeni čip koji je razvio Apple na temelju ARM arhitekture i proizveden na 5nm procesnom čvoru. Apple M1 korisnicima prijenosnih i stolnih računara koji koriste snagu ovog čipa obećava vodeće performanse u industriji, moćne značajke i nevjerojatnu učinkovitost. Kao sustav na čipu (SoC), M1 kombinira brojne moćne tehnologije u jedan čip u zaista zanimljivom i inovativnom dizajnu koji još nije viđen ni od Intela ni od AMD-a. Da ne spominjem, M1 je prvi čip za osobno računalo izgrađen pomoću 5-nm procesnog čvora.
Apple M1 prvi je CPU objavljen pod brendom Apple Silicon - Slika: Apple
Apple je iznio mnoštvo hrabrih tvrdnji u vezi s projiciranim performansama i učinkovitosti Apple M1 čipa. Prema Appleu, The M1 sadrži najbržu CPU jezgru na svijetu od silicija male snage, najbolje svjetske performanse po vatu, najbržu integriranu grafiku na osobnom računalu, revolucionarne performanse strojnog učenja s Apple Neural Engineom. Apple tvrdi da M1 donosi najveći skok ikad za Mac.
Proizvodi
Od trenutka pisanja ovog članka, Apple je objavio M1 čip na 3 svoja glavna potrošačka proizvoda. Apple Mac Mini, MacBook Air i MacBook Pro 13 ”sada nude konfiguraciju s čipom Apple M1 umjesto Intelovih x86 CPU ponuda koje su prije bile zastupljene u tim proizvodima. Zapravo, Apple ne uklanja naglo MacBook-ove i Mac-ove koji se temelje na Intelu, već je namijenjeno da ti proizvodi koegzistiraju u istoj postavi jedni s drugima barem dvije godine. Apple je planirao prijelazno razdoblje za svoje proizvodne linije koje se trenutno očekuje oko 2 godine. Na kraju tog prijelaznog razdoblja svi Apple uređaji trebali bi se napajati Apple Silicon procesorima umjesto Intelovim x86 procesorima.
Apple Mini M1 opremljen Mac Mini kreće se od 699 USD, MacBook Air od 999 USD, a MacBook Pro od 1299 USD.
Prva 3 proizvoda s ugrađenim Apple M1 čipom - Slika: Apple
Temeljna arhitektura i dizajn
Do sada je Mac ili MacBook proizvod trebao višestruke čipove kako bi pružio sve svoje značajke. Više proizvoda poput CPU-a, memorije, GPU-a, I / O-a i sigurnosnih komponenti trebalo je sastaviti unutar proizvoda i povezati ih međusobno kako bi se osigurale maksimalne performanse za koje je proizvod tvrdio. Čip Apple M1 jedinstveni je sistem na čipu (SoC) koji kombinira brojne glavne komponente u jedan mali paket i pruža visoku razinu integracije koja je vitalna za veću učinkovitost i performanse. Čip M1 sadrži nevjerojatnih 16 milijardi tranzistora, što je najveći broj tranzistora koje je Apple ikad stavio u jedan čip.
Glavni procesor unutar M1 čipa sadrži 8 jezgri - Slika: Apple
U srcu je M1, osmojezgreni procesor koji je dizajniran da maksimizira performanse i učinkovitost. Iz tog razloga sadrži četiri jezgre visokih performansi i četiri jezgre visoke učinkovitosti koje omogućuju M1 čipu da trguje performansama radi učinkovitosti kada je to potrebno. Apple tvrdi da je njegova jezgra visokih performansi najbrža CPU jezgra na svijetu kada je u pitanju silicij male snage, pa bi višenitni radni tereti trebali biti povjetarac za ove jezgre. Jezgre visoke učinkovitosti koriste desetinu snage bržih jezgri, a da pritom održavaju osnovnu izvedbu. Ove jezgre izvode lagane zadatke i pozadinske aplikacije, dok se snažne jezgre nose s najzahtjevnijim radnim opterećenjima.
U iznenađujućem potezu, Apple je integrirao GPU i unutar M1 čipa, što dodatno daje težinu Appleovoj tvrdnji da je M1 cjelovit 'Sustav na čipu'. Integrirani GPU M1 želi postići ravnotežu između performansi i učinkovitosti što je presudno za mobilne proizvode poput MacBooka. GPU se također sastoji od 8 jezgri i sposoban je istodobno izvršiti gotovo 25 000 niti, prema Appleu. Apple također tvrdi da je ovo najnapredniji grafički procesor koji su ikad izgradili.
M1 također ima 16-jezgreni Neural Engine ugrađen u dizajn jezgre na procesoru. Neural Engine je očito sposoban izvršiti masivnih 11 bilijuna operacija u sekundi što može biti od velike pomoći u aplikacijama strojnog učenja i AI. Ovaj Neural Engine, u kombinaciji s izvrsnim integriranim GPU-om M1, čini ga izvrsnim kandidatom za uređivanje i prikazivanje u aplikacijama poput Final Cut Pro. Novi Neural Engine može se pohvaliti do 15 puta bržim performansama strojnog učenja od prethodnih Mac proizvoda.
Apple je također nastavio i objedinio sistemsku memoriju s ostalim komponentama čipa u M1. RAM računala Mac Mini ili MacBook sada će biti integriran izravno u sam čip, tako da ima izravnu vezu s CPU-om i ostalim komponentama unutar SoC-a. UMA tvrdi da objedinjuje memoriju velike širine pojasa i nisku latenciju u jedan bazen unutar prilagođenog paketa, tako da sve komponente s SoC-a mogu pristupiti istim podacima bez kopiranja između više spremišta memorije. Integrirani RAM ima velik nedostatak, budući da korisnik sada RAM ne može nadograditi ili zamijeniti.
Sve su komponente čvrsto integrirane u mali SoC paket - Slika: Apple
Poboljšanja u odnosu na x86 Intelove procesore
Appleovu odluku o prijelazu s Intela na vlastitu liniju CPU-a temeljenih na ARM-u uglavnom su diktirala 3 glavna čimbenika.
Učinkovitost
Na temelju 14-nm procesa starenja, Intel CPU-ovi u trenutnim MacBook-ima i Mac-ovim proizvodima vrlo su neučinkoviti, što dovodi do problema s povlačenjem velike snage i termičkim regulatorom, posebno u prijenosnim računalima. Ova su pitanja omela potencijalne performanse MacBook i Mac proizvoda, a Apple zasigurno nije bio zadovoljan Intelovim nedostatkom inovacija ovdje.
Predstavljanjem čipa M1, Apple tvrdi nevjerojatnih 3x veće performanse po vatu u odnosu na CPU posljednje generacije. To omogućuje SoC-u unutar MacBooks-a da radi hladnije i crpi mnogo manje energije u usporedbi s Intelovim procesorima temeljenim na x86. Uklanjanje bilo kakvih toplinskih ograničenja omogućuje M1 čipu da postigne svoj maksimalan potencijal performansi čak i bez aktivnog hlađenja kao što se vidi na Mac Mini i MacBook Airu.
Do 3x performansi CPU-a po vatima obećava visoku učinkovitost - Slika: Apple
Još impresivnije od toga je sada znatno poboljšano trajanje baterije novih MacBook-a zasnovanih na M1. Apple polaže pravo na 17 sati bežičnog pregledavanja weba i 20 sati reprodukcije filmova u MacBook Pro od 13 inča. To su smiješne brojke koje se čine točnim što se tiče početnog testiranja. Ovo nevjerojatno trajanje baterije izravan je rezultat poboljšane učinkovitosti Apple M1 čipa.
Ubrzati
M1 čip nije prvak samo u pogledu učinkovitosti, već i u sirovim performansama. Čvrsto povezana struktura SoC-a u kombinaciji s dizajnom jezgri visokih performansi i visoke učinkovitosti pruža dvostruko brže performanse CPU-a u usporedbi s prethodnom generacijom Intelova ekvivalenta. Još je impresivnija činjenica da to čini koristeći samo 25% snage koju je PC čip koristio u istom scenariju. To dovoljno govori o performansama i učinkovitosti M1 čipa ne samo danas već i u budućnosti.
Izvedba CPU-a eksponencijalno se povećala u usporedbi s MacBook-ima posljednje generacije - Slika: Apple
Apple je također tvrdio da integrirani GPU unutar M1 pruža znatno veće grafičke performanse od najnovijeg PC čipa za prijenosno računalo do dvostruke brzine grafike. Ne samo da pobjeđuje ili se poklapa s tim računalom, nego to čini i dok koristi samo 33% snage koju je PC čip koristio u istom scenariju. S 2,6 teraflopsa protoka, Apple tvrdi da M1 ima najbrže integriranu grafiku na svijetu u osobnom računalu. Ovakva učinkovitost i performanse, u kombinaciji s opsežnim radom na optimizaciji po kojem je Apple poznat, mogu M1 i budućim Apple Silicon proizvodima učiniti izuzetno teškim za nadmetanje s konkurencijom na računalu.
Prema Appleovim podacima, kao rezultat svih ovih poboljšanja M1 donosi do 3,5 puta brže performanse CPU-a, do 6 puta brže performanse GPU-a i do 15 puta brže strojno učenje, a sve to omogućava život baterije do 2x duži od prethodne generacije Mac računala.
Optimizacija
Apple je tvrtka koja voli preuzeti kontrolu nad svim aspektima proizvodnog procesa kada su u pitanju njihovi vlastiti proizvodi. Budući da Apple već ima vlastiti operativni sustav, proizvodnja prilagođenih CPU-a i ostalih komponenata prilagođenih tom operativnom sustavu omogućit će Appleu da izuzetno optimizuje iskustvo krajnjeg korisnika. Apple može fino prilagoditi performanse M1 čipa tako da odgovara zahtjevima i očekivanjima operativnog sustava i njegovih aplikacija, dok će operativni sustav puno lakše razgovarati s M1 čipom i njegovim različitim komponentama. To će omogućiti puno višu razinu granulacije i kontrole koja može dovesti do puno boljeg iskustva nego što je to prije bilo moguće s Intelovim procesorima.
Uz to, macOS Big Sur napravljen je tako da u potpunosti iskoristi sve mogućnosti i snagu M1 čipa jer Apple tvrdi da je to njihov najsnažniji softver koji se ikad koristio na njihovom najnaprednijem hardveru do sada. M1 i Big Sur ne samo da obećavaju brze performanse i značajke poput Instant Wakea, već i donose visoku razinu sigurnosti uređaju zaključavanjem svega u Appleov ekosustav.
Preuzimanje kontrole nad cjelokupnim proizvodnim i razvojnim procesom omogućilo je Appleu da u Apple M1 čip uvede mnoštvo prilagođenih tehnologija, uključujući:
- Appleov najnoviji procesor slikovnih signala (ISP) za video više kvalitete s boljim smanjenjem šuma, većim dinamičkim rasponom i poboljšanom automatskom ravnotežom bijele boje.
- Najnovija Secure Enclave za najbolju sigurnost u klasi.
- Kontroler za pohranu visokih performansi s hardverom za šifriranje AES za brže i sigurnije SSD performanse.
- Izuzetno učinkoviti, visoko učinkoviti mediji kodiraju i dekodiraju motore za izvrsne performanse i produljeno trajanje baterije.
- Apple dizajniran Thunderbolt kontroler s podrškom za USB 4, brzinama prijenosa do 40 Gbps i kompatibilnošću s više perifernih uređaja nego ikad.
Ove prilagođene tehnologije dodaju na obećavajući popis prilagođenih značajki koje Apple ugrađuje u svoje Apple Silicon procesore.
Neural Engine ima veliku korist od optimizacija softvera - Slika: Apple
Tranzicija
Appleov neposredni plan nakon ove najave je učiniti ovu tranziciju što glatkijom i bez muke kako za programere, tako i za krajnje korisnike. Imajući to na umu, Apple je odabrao opciju da Macove koji se temelje na Intelovim procesorima i dalje održi na tržištu, dok je također predstavio nove Mace koji se temelje na Apple Siliconu. Pokazat će se da je ovo suživot pokretačka snaga za nesmetani prijelaz koji je Apple planirao. Do kraja ove godine možemo očekivati da će se Mac na bazi Apple Silicon pojaviti na tržištu, dok će Macovi sa sjedištem u Intelu zasad također dijeliti tržišni prostor. Potpuna tranzicija trajat će otprilike dvije godine ako sve bude išlo po planu.
Apple je poduzeo odgovarajuće korake u procesu prijenosa svojih postojećih aplikacija na novi ekosustav koji pokreće novi silicij. Uz macOS Big Sur, Apple je programerima dao XCode 12, koji ima ugrađene alate poput izvornih kompajlera, uređivača i alata za uklanjanje pogrešaka. Apple tvrdi da će većina programera pomoću ovog paketa moći za nekoliko dana prenijeti svoje programe na Macove sa sjedištem u Apple Siliconu. Apple je također lansirao binarne programe Universal 2 koji će omogućiti programerima da stvore jedinstvenu aplikaciju koja će biti kompatibilna i s novijim Mac-ovima sa sjedištem na Appleu Silicon, i sa starijim Mac-ima sa sjedištem na Intelu. Prijelaznom tehnologijom Rosette 2 korisnici će moći koristiti postojeće aplikacije koje nisu ažurirane. Ovi će programi omogućiti što lakši prijelaz s Intela na vlastite Appleove procesore.
Budućnost
Iako nitko ne može sa sigurnošću reći kakva će biti budućnost proizvoda Apple Silicon, čini se da stvari sigurno idu u dobrom smjeru ako se na početku išta kreće. Apple je s M1 uspostavio izuzetno snažno uporište u CPU prostoru i premda možda još nije izravni suparnik najsnažnijim stolnim procesorima, performanse i učinkovitost koje nudi trenutno nemaju premca u trenutnim prijenosnim proizvodima. To, u kombinaciji s opsežnom optimizacijom koju je Apple sposoban, čini M1 snažnim izborom za potencijalne kupce u vrijeme pisanja ovog članka.
Međutim, cijeli je ovaj Apple Silicon ekosustav još uvijek u povojima i prolazi kroz prijelazno razdoblje. Potencijalni kupci možda bi htjeli napraviti korak unatrag i malo analizirati situaciju prije nego što donesu odluku. Appleov prvi pokušaj vlastitog prilagođenog silicija donio nam je eksponencijalna poboljšanja u performansama, učinkovitosti i trajanju baterije u usporedbi s prošlom generacijom Intelovih kolega, pa sigurno možemo pretpostaviti da bi buduće ponavljanje M1 ili drugih Apple Silicon proizvoda mogle donijeti čak veći skokovi, a možda čak i uz manju cijenu. Da ne spominjem, cijeli prijelazni sustav još uvijek treba savršeno izglačati jer su korisnici prijavili nekoliko ranih bugova s raznim profesionalnim i potrošačkim aplikacijama. Kao profesionalac, svakako biste trebali izbjegavati odlučiti se za ovu novu tehnologiju barem sljedeće dvije godine dok se cijela tranzicija ne završi.
Iako je M1 vrlo dobar, profesionalci bi trebali pričekati Mac Pro i iMac verzije Apple Silicon prije tranzicije - Slika: Apple
Apple očito već planira najaviti M1X čip koji je poboljšana verzija jezgre Apple M1 s visokim jezgrom za 16-inčni MacBook Pro. Očekuje se da će više CPU-a s većim brojem jezgri biti objavljeno kasnije za stolne iMaceve i Mac profesionalce, tako da će prilično brzo postati prilično gužva u postavi. Stoga je dobra ideja pričekati početni val Apple Silicon proizvoda i sačekati kasnija zrelija izdanja CPU-a koja možda savršeno odgovaraju vašim potrebama.
Završne riječi
Apple je zasigurno na vrlo snažan način ušao na tržište stolnih procesora, donoseći svoje veliko inženjersko iskustvo s iPhona na proizvode Apple Silicon sa sjedištem u ARM-u. Ovi CPU obećavaju veliko poboljšanje u odnosu na posljednju generaciju Mac proizvoda, ne samo u performansama već i u učinkovitosti kako bi se maksimizirale značajke poput trajanja baterije. Koristeći potpuno prilagođeni dizajn, čini se da je Apple upravo to učinio s M1, prvim potrošačkim čipom objavljenim pod brendom Apple Silicon.
M1 je prilagođeni SoC koji je razvio i proizveo Apple, a koji kombinira CPU, GPU, memoriju i neuronski mehanizam u jedan mali paket kako bi se pojednostavnila komunikacija i smanjila latencija između različitih komponenata. SoC dizajn zasnovan na 5nm procesu donosi ogromna poboljšanja u učinkovitosti i performansama zbog nekoliko čimbenika koji pridonose u usporedbi s Intelovim kolegama.
Apple je zacrtao dvogodišnje prijelazno razdoblje za sve svoje Mac proizvode kako bi se u potpunosti prebacili s Intelovih CPU-a na vlastite Apple Silicon CPU-ove. Iako u tom razdoblju Apple želi istovremeno podržavati i Intelovu verziju i Apple verzije Maca i MacBooksa, produženo razdoblje podrške i optimizacije za Macove zasnovane na Appleu Silicon trebalo bi biti dulje. Apple je također učinio nevjerojatan posao s optimizacijom aplikacija ne samo za programere već i za opće potrošače s programima kao što je Rosetta 2.
Ipak, važno je napomenuti da je cijela tranzicija još uvijek u ranoj fazi. U cijelom ovom procesu još uvijek postoji mnogo neusaglašenosti, a skok na prvih nekoliko procesora zasnovanih na Apple Siliconu jednostavno je slično postavljanju za 'grižnju savjesti kupca'. Stoga je barem za profesionalce koji koriste svoje Appleove strojeve za rad prije početka promjene potrebno sačekati zrelije Appleove procesore s većim brojem jezgri i poboljšanim proizvodnim procesima. Program Apple Silicon je tu da ostane i čini se da je to put koji treba ići za sve Apple proizvode od sada.
