Apple M1

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Apple M1
Центральный процессор
Производство с 10 ноября 2020 года по 7 мая 2024 года
РазработчикApple Inc.
Производитель
Частота ЦП 3,20 ГГц
Технология производства5 нм
Наборы инструкцийARMv8.5-A
Число ядерM1: 8 ядер (4x Firestorm + 4x Icestorm cores)
M1 Pro: 8 или 10 ядер (6x или 8x Firestorm + 2x Icestorm cores)
M1 Max: 10 ядер (8x Firestorm + 2x Icestorm cores)
M1 Ultra: 20 ядер (16x Firestorm + 4x Icestorm cores)
L1-кэш 256 KB
L2-кэш 16 MB общий (12 МБ - Firestorm, 4 МБ - Icestorm)
L3-кэшM1: 16 MБ
M1 Pro: 24 MБ
M1 Max: 48 МБ
M1 Ultra: 96 МБ
Встроенный графический процессор Проприетарный Apple GPU
M1: 7- или 8-ядерный GPU
M1 Pro: 14- или 16-ядерный GPU
M1 Max: 24- или 32-ядерный GPU
M1 Ultra: 48- или 64-ядерный GPU
Разъём
Ядра
Apple A12Z
Apple M2

Apple M1 — серия систем на кристалле ARM-архитектуры компании Apple из серии Apple silicon, используемая в компьютерах Mac, ноутбуках MacBook[1] и планшетах iPad Pro[2] и iPad Air[3], производится контрактным производителем TSMC на 5-нанометровом техпроцессе и содержит около 16 миллиардов транзисторов.

Первыми устройствами на M1 стали MacBook Air (Late 2020), MacBook Pro (13 дюймов, Late 2020) и Mac Mini 2020, выпущенные в ноябре 2020 года[4]. В апреле 2021 года был представлен 24-дюймовый iMac[5] и iPad Pro[6] на SoC Apple M1.

8 марта 2022 года был анонсирован iPad Air 5-го поколения на чипе Apple M1[7].

Архитектура

Apple M1 имеет четыре высокопроизводительных ядра «Firestorm» и четыре ядра низкого энергопотребления «Icestorm», что обеспечивает конфигурацию, аналогичную ARM big.LITTLE и процессорам Lakefield от Intel[8]. Это сочетание позволяет оптимизировать энергопотребление; эта возможность отсутствует в устройствах архитектуры Apple-Intel. Apple утверждает, что ядра низкого энергопотребления используют одну десятую мощности высокопроизводительных.

Высокопроизводительные ядра имеют 192 КБ кэша команд и 128 КБ кэша данных и совместно используют 12 МБ кэша L2. Аналогичные характеристики ядер низкого энергопотребления таковы: 128 КБ кэша команд, 64 КБ кэша данных и общий 4 МБ кэша L2. Icestorm «E cluster» имеет частоту 0,6-2,064 ГГц и максимальную потребляемую мощность 1,3 Вт, Firestorm «P cluster» — частоту 0,6-3,204 ГГц и максимальную потребляемую мощность 13,8 Вт.

Совместимость с x86

Динамическая технология бинарной трансляции Rosetta 2 позволяет запускать на продуктах, оборудованных М1, программное обеспечение, созданное для процессоров с архитектурой x86 под управлением операционной системы macOS. При этом работа всех программ, разработанных под архитектуру Х86, не гарантируется и работать они будут медленнее.

Память

M1 использует единую конфигурацию памяти LPDDR4X SDRAM 4266 МТ/с (в разных моделях — 8 ГБ и 16 ГБ), разделяемую всеми компонентами процессора. Микросхемы SoC и RAM монтируются совместно в рамках конструкции system-in-package.

M1 Pro имеет 256-битную память LPDDR5 SDRAM 6400 MT/с, а M1 Max - 512-битную память LPDDR5 SDRAM 6400 MT/с. Пропускная способность памяти в M1 составляет 68 ГБ/с, M1 Pro - 204 ГБ/с, а M1 Max - 408 ГБ/с. M1 Pro поддерживает конфигурации памяти 16 или 32 ГБ, а M1 Max - 32 и 64 ГБ[9]. M1 Pro включает медиадвижок кодирования и декодирования ProRes, а M1 Max - два движка[10].

M1 Ultra удваивает технические характеристики M1 Max за счёт 1024-битной шины памяти с пропускной способностью 816 ГБ/с и поддержки конфигураций с 64 или 128 ГБ.

Графика

Чип включает в себя разработанный Apple 8-ядерный (в некоторых моделях — 7-ядерный) графический процессор (GPU) со 128 исполнительными блоками и 1024 арифметико-логическими блоками, который, по утверждению Apple, может обрабатывать одновременно до 24 576 потоков. Плюс чип ещё содержит 16-ядер встроенного ИИ-ускорителя (NPU), способный выполнять 11 триллионов операций в секунду[11]. Также в M1 интегрированы процессор обработки сигналов изображения (ISP), хранилище NVMe и контроллеры Thunderbolt 4.

Уязвимости

M1RACLES

В мае 2021 года разработчик Asahi Linux Гектор Мартин обнаружил уязвимость, которую он назвал M1RACLES (M1ssing Register Access Controls Leak EL0 State). Мартин предположил, что уязвимость появилась в результате сознательного нарушения Apple спецификаций архитектуры ARM. В результате этой уязвимости любые два приложения могут скрытно обмениваться данными, минуя любые программные средства защиты и изоляции. Разработчик также указал на то, что уязвимость не может быть устранена программными средствами. Несмотря на это, он считает, что уязвимость не может быть использована для нанесения реального вреда[12][13].

Augury

В мае 2022 года исследователи из Тель-Авивского университета, Иллинойского университета в Урбане-Шампейне и Вашингтонского университета обнаружили уязвимость, получившую название "Augury", связанную с префетчером Data-Memory Dependent Prefetcher (DMP) в чипах M1. В то же время она не считалась существенным риском для безопасности[14].

Pacman

В июне 2022 года исследователи Массачусетского технологического института объявили, что нашли уязвимость спекулятивного выполнения в чипах M1, которую они назвали "Pacman" в честь кодов аутентификации указателей (PAC). Apple заявила, что не считает, что это представляет серьезную угрозу для пользователей[15].

Производительность и эффективность

M1 показал конкурентоспособную производительность и эффективность в популярных тестах (Geekbench 5, Cinebench R23).

Mac mini 2020 года, оснащенный M1, потребляет 7 Вт в режиме ожидания и 39 Вт при максимальной нагрузке[16] по сравнению с 20 Вт в режиме ожидания и 122 Вт максимальной нагрузкой для 6-ядерного Intel i7 Mac mini 2018 года[17].

На момент выпуска MacBook Air (M1, 2020) и MacBook Pro (M1, 2020) считались самыми быстрыми ноутбуками семейства MacBook, выпускаемыми компанией Apple[18], что привело к резкому снижению стоимости ноутбуков MacBook на платформе Intel на вторичном рынке[19].

Развитие семейства чипов Apple M1

Apple M1 Pro

Apple M1 Pro — 8 или 10-ядерный ARM-процессор, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцесс TSMC. Чип содержит 8 или 10 ядер CPU (6 или 8 производительных и 2 энергоэффективных) и 16 графических ядер GPU с 2048 исполнительными блоками, плюс ещё 16-ядер встроенного ИИ-ускорителя. Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ + Видеопамять) составляет 200 Гбайт/с. Процессор содержит 33,7 млрд транзисторов[20].

Apple M1 Max

Apple M1 Max — 10-ядерный ARM процессор, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцесс TSMC. Чип содержит 10 ядер CPU (8 производительных и 2 энергоэффективных), 24 или 32 графических ядра GPU и 16-ядер встроенного ИИ-ускорителя. Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ + Видеопамять) составляет 400 Гбайт/с. Процессор содержит 57 млрд транзисторов[20].

Apple M1 Ultra

Apple M1 Ultra — 20-ядерный ARM процессор, используемый в компьютерах Mac Studio с 2022 года, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцессу TSMC. Чип содержит 20 ядер CPU (16 производительных и 4 энергоэффективных), 48 или 64 графических ядра GPU и 32-ядра встроенного ИИ-ускорителя. Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ + Видеопамять) составляет 800 Гбайт/с. Основной особенностью M1 Ultra является архитектура UltraFusion, которая объединяет два чипа M1 Max в один гигантский процессор, содержащий 114 млрд транзисторов[21][22][23].

Применение чипов серии M1

Устройства, использующие Apple M1:

Устройства, использующие Apple M1 Pro:

Устройства, использующие Apple M1 Max:

Устройства, использующие Apple M1 Ultra:

  • Mac Studio — с марта 2022 года по июнь 2023 года.

Варианты

В таблице ниже представлены различные SoC на базе микроархитектур "Firestorm" и "Icestorm".

Вариант Количество ядер CPU (П+Э) Количество ядер GPU Количество исполнительных блоков GPU Количество арифметических логических блоков GPU Поддерживаемое количество объединённой памяти Количество транзисторов
A14 Bionic6 (2+4) 4 64 512 4/6 ГБ 11,8 млрд
M1 8 (4+4) 7 112 896 8/16 ГБ 16 млрд
8 128 1024
M1 Pro 8 (6+2) 14 224 1792 16/32 ГБ 34 млрд
M1 Pro 10 (8+2) 34 млрд
16 256 2048 34 млрд
M1 Max 10 (8+2) 24 384 3072 32/64 ГБ 57 млрд
32 512 4096
M1 Ultra 20 (16+4) 48 768 6144 64/128 ГБ 114 млрд
64 1024 8192

См. также

Примечания

  1. ↑ The Apple M1 is the first ARM-based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU (амер. англ.). GSMArena.com. Дата обращения: 25 ноября 2020. Архивировано 25 января 2021 года.
  2. ↑ Apple. iPad Pro. apple.com (20 апреля 2021). Дата обращения: 25 апреля 2021. Архивировано 28 апреля 2021 года.
  3. ↑ Apple. iPad Air (англ.). apple.com. Дата обращения: 4 июня 2022. Архивировано 29 августа 2021 года.
  4. ↑ Новая революция? Apple представила ноутбуки на собственном процессоре M1. Время электроники (10 ноября 2020). Дата обращения: 25 ноября 2020.
  5. ↑ iMac 24 дюйма. Apple (Россия). Дата обращения: 25 апреля 2021. Архивировано 25 апреля 2021 года.
  6. ↑ iPad Pro. Apple (Россия). Дата обращения: 25 апреля 2021. Архивировано 28 апреля 2021 года.
  7. ↑ Apple introduces the most powerful and versatile iPad Air ever (амер. англ.). Apple Newsroom. Дата обращения: 12 марта 2022. Архивировано 11 марта 2022 года.
  8. ↑ Apple M1 Chip (англ.). Apple. Дата обращения: 25 ноября 2020. Архивировано 10 ноября 2020 года.
  9. ↑ 2021 MacBook Pro Teardown: A Glimpse at a Better Timeline | iFixit News (англ.). iFixit (12 июня 2022). Дата обращения: 12 июня 2022. Архивировано 11 июня 2022 года.
  10. ↑ Compared: M1 vs M1 Pro and M1 Max (англ.). AppleInsider. Дата обращения: 12 июня 2022. Архивировано 9 июня 2022 года.
  11. ↑ Apple представила фирменный процессор Apple M1 для компьютеров Mac. 3DNews. (10 ноября 2020). Дата обращения: 8 марта 2022. Архивировано 9 марта 2022 года.
  12. ↑ В Apple M1 обнаружена уязвимость M1RACLES, которую невозможно исправить программно. iXBT.com. Дата обращения: 28 мая 2021. Архивировано 27 мая 2021 года.
  13. ↑ M1RACLES: An Apple M1 Vulnerability (англ.). m1racles.com. Дата обращения: 28 мая 2021. Архивировано 27 мая 2021 года.
  14. ↑ Newly discovered 'Augury' flaw in M1 and A14 chips doesn't pose a serious risk (yet) (англ.). Macworld (3 мая 2022). Дата обращения: 12 июня 2022. Архивировано 11 июня 2022 года.
  15. ↑ MIT researchers uncover ‘unpatchable’ flaw in Apple M1 chips (англ.). TechCrunch (10 июня 2022). Дата обращения: 12 июня 2022.
  16. ↑ Mac mini power consumption and thermal output (BTU) information (англ.). Apple Support. Дата обращения: 8 августа 2021. Архивировано 21 октября 2017 года.
  17. ↑ Lovejoy, Ben M1 Mac mini power consumption and thermal output figures highlight Apple Silicon efficiency. 9To5Mac (28 января 2021). Дата обращения: 14 мая 2021. Архивировано 17 декабря 2021 года.
  18. ↑ Cunningham, Andrew The Best MacBooks (англ.). The New York Times (18 декабря 2020). Дата обращения: 6 января 2021. Архивировано 21 января 2021 года.
  19. ↑ The Mac price crash of 2021 (англ.). ZDNet (25 февраля 2021). Дата обращения: 1 марта 2021. Архивировано 1 марта 2021 года.
  20. ↑ 1 2 Apple представила чипы M1 Pro и M1 Max — в 2 раза быстрее Core i9 из MacBook прошлого поколения и сверхмощные GPU. 3DNews. (18 октября 2021). Дата обращения: 8 марта 2022. Архивировано 9 марта 2022 года.
  21. ↑ Apple представила 20-ядерный процессор M1 Ultra для настольных компьютеров. 3DNews. (8 марта 2022). Дата обращения: 8 марта 2022. Архивировано 8 марта 2022 года.
  22. ↑ Представлена сверхбыстрая SoC Apple M1 Ultra: сравнение с Intel Core i9-12900K и GeForce RTX 3090. iXBT.com (9 марта 2022). Дата обращения: 11 марта 2022. Архивировано 12 марта 2022 года.
  23. ↑ Сейчас на такое способна только Apple. Новейшая SoC M1 Ultra состоит из 114 млрд транзисторов, а её площадь в восемь раз больше, чем у M1. iXBT.com (9 марта 2022). Дата обращения: 11 марта 2022. Архивировано 12 марта 2022 года.
  24. ↑ MacBook Air (M1, 2020) - Technical Specifications. support.apple.com. Дата обращения: 12 июня 2022. Архивировано 11 ноября 2020 года.
  25. ↑ iMac features all-new design in vibrant colors, M1 chip, and 4.5K Retina display (англ.). Apple Newsroom (20 апреля 2021). Дата обращения: 12 июня 2022. Архивировано 20 апреля 2021 года.

Ссылки