Co je čip Apple M1?

Nejnovější MacBooky a Mac mini od Applu nejsou poprvé po téměř 15 letech vybaveny procesory Intel. Místo toho používají zbrusu nový čip Apple M1, který byl v úterý představen jako výkonná náhrada za mnoho generací procesorů Intel, jež poháněly počítače Apple od roku 2006.

M1 je první podobou nového paradigmatu, kterému Apple přezdívá Apple Silicon. K novým Macům s M1, které si lze již nyní předobjednat, patří MacBook Air, 13palcový MacBook Pro a Mac mini. Pokud uvažujete o koupi některého z nich hned zkraje, vstupujete do neprobádaných vod, protože jediné informace, které zatím máme o tom, jak dobře fungují, pocházejí od samotného Applu. Těšíme se, až se nám tato nová zařízení co nejdříve dostanou do PC Labs k rozsáhlému testování a praktickému vyzkoušení. Mezitím se však pojďme podívat na vše, co zatím o křemíku Apple v Macu víme.

Manipulátor M1: Celý systém na čipu

Ať už na nich běží Windows, macOS nebo Chrome, většina dnešních počítačů má uvnitř řadu výpočetních komponent, z nichž každá zvládá jiné výpočetní úlohy. Mezi ně patří jeden procesor (CPU) pro zpracování základních výpočtů, včetně těch, které se používají k procházení internetu a otevírání a zavírání aplikací, a druhý (GPU) pro zpracování grafických výpočtů a výstup signálu na obrazovku monitoru nebo notebooku.

Ve velkých a výkonných strojích, jako jsou stolní počítače typu pracovní stanice a herní sestavy, jsou CPU a GPU zcela samostatné položky, které jsou připojeny k základní desce. Menší ultrapřenosné notebooky obvykle spojují CPU a GPU do jediné komponenty pomocí tzv. integrovaného grafického zpracování, přičemž ostatní komponenty počítače, včetně vyrovnávací paměti, paměti a úložiště, jsou umístěny na různých místech základní desky.

Čip M1, který je evolucí procesorů Apple řady A, jež dlouho poháněly iPhony a iPady, zaujímá odlišný přístup. Namísto souboru samostatných výpočetních částí se jedná o jediný systém na čipu (SoC). SoC zpracovává všechny výpočty včetně grafického výstupu, což znamená, že každá softwarová instrukce může využívat tu nejefektivnější část M1.

Částečně proto, že musí dělat všechno najednou, má M1 maximálně 16 procesorových jader, která zvedají obočí. To zní jako tuna ve srovnání s šesti jádry, která jsou v nejvýkonnějších procesorech notebooků Intel. Ve skutečnosti má M1 tolik jader ne proto, aby mohl provádět úlohy rychleji, ale proto, aby mohl provádět více úloh. Čtyři z jader jsou výpočetní jádra určená pro složité výpočty, které vyžadují velký výpočetní výkon. Další čtyři jsou určena pro lehčí úlohy, které nevyžadují tolik energie, aby čip nespotřebovával více energie, než je nutné. Úlohy se průběžně přesouvají na příslušnou sadu jader.

Až osm dalších jader je vyhrazeno pro zpracování grafiky, podobně jako u integrované grafiky Intel Iris. V Macu mini, MacBooku Pro a MacBooku Air je grafická část M1 schopná napájet externí monitor s frekvencí 60 Hz a rozlišením až 6K, například Apple Pro Display XDR.

Dále má M1 vestavěný řadič úložiště pro přenos dat na polovodičový disk (SSD) Macu a z něj a také různé další procesory, řadiče a senzory, které se starají o šifrování, zpracování obrazu z webových kamer a další sekundární úlohy, které jsou nutné pro fungování počítače.

Čip M1 využívá 5nanometrový výrobní proces, podobně jako nejnovější čip A14 v iPhonu 12. Mezitím nejnovější procesory 11. generace společnosti Intel používají 10nanometrový výrobní proces a společnost Intel očekává nové čipy založené na 7nanometrovém nebo nižším procesu nejdříve v roce 2022. Společnost Intel v úterním prohlášení uvedla, že její procesory „poskytují globálním zákazníkům nejlepší zkušenosti v oblastech, kterých si nejvíce cení, a také nejotevřenější platformu pro vývojáře, a to jak dnes, tak i do budoucna“. Velký rozdíl v procesních technologiích však hovoří sám za sebe. Nejnovější desktopové a mobilní čipy konkurenční společnosti AMD jsou vyráběny na 7nanometrovém procesu.

Umělá inteligence a čip M1

Algoritmy umělé inteligence (AI) a strojového učení (ML) jsou nezbytné pro hladký chod moderního softwaru. Procesory Apple řady A a Intel Core mají funkce umělé inteligence zabudované již dlouho a u čipu M1 tomu není jinak. Má speciální neuronový engine s 16 vlastními výpočetními jádry, který zvládá úlohy AI. Už jsi někdy retušoval fotku pomocí automatického filtru nebo procházel seznam předvyplněných výsledků vyhledávání? Obě tyto úlohy a mnoho dalších často alespoň částečně spoléhají na ML, aby běžely rychleji.

Neurální engine čipu M1 se při správné činnosti spoléhá na pokyny softwaru. Mnoho vývojářů softwaru třetích stran integruje algoritmy AI a ML do svých aplikací, včetně mnoha částí sady Adobe Creative Suite. Apple tvrdí, že nový MacBook Air s čipem M1 zvládne ML zátěž až devětkrát rychleji než předchozí MacBook Air s procesorem Intel.

Jsou všechny čipy M1 stejné?“

Nezáleží na tom, zda počítač používá SoC nebo soubor samostatných výpočetních komponent, stále se na něj vztahují určité neporušitelné vlastnosti výpočetní techniky a fyziky. Čím více jader procesor vyčlení pro určitou úlohu a čím rychleji každé z těchto jader pracuje, tím rychleji bude úloha dokončena. Při tomto procesu také vzniká velké množství tepla, a proto je většina počítačů vybavena ventilátory, chladiči a dalším zařízením.

Ačkoli Apple zatím nezveřejnil mnoho podrobností, víme, že pro každý z různých Maců, které pohání, budou existovat trochu jiné verze M1. Je to dáno především tím, že každé zařízení zpracovává teplo jinak. Nový MacBook Air nemá žádný chladicí ventilátor a víme, že čip M1 v základní konfiguraci Airu bude mít o něco méně výkonný grafický procesor se sedmi jádry místo osmi.

Zatímco větší MacBook Pro a Mac mini budou vybaveny chladicími ventilátory, což umožní, aby jejich čipy M1 měly plně výkonné grafické procesory. Je možné, že verze Mac mini a MacBook Pro M1 budou mít také vyšší taktovací frekvenci než čip MacBooku Air, ale tuto informaci Apple nesdělil.

Jak rychlý je čip M1?

Podle Applu je čip M1 rychlejší než procesory Intel v Macích, které nahrazuje. V některých případech je podle společnosti mnohem rychlejší. Obecný výkon MacBooků Air s čipem M1 je 3,5krát vyšší než dříve, grafický výkon je podle Applu pětkrát vyšší. V MacBooku Pro M1 jsou výpočty s umělou inteligencí 11krát rychlejší než dříve a Apple tvrdí, že v aplikaci Xcode lze vytvářet kód až 2,8krát rychleji.

Apple také tvrdí, že Macy poháněné systémem M1 jsou rychlejší než jejich protějšky s Windows. Společnost odhaduje, že nový M1 v MacBooku Air překoná 98 procent notebooků PC prodaných v minulém roce. Tato tvrzení vycházejí z výkonnostních testů, které Apple provedl ve vlastní režii, ačkoli společnost o nich neposkytuje žádné bližší informace kromě toho, že jde o „standardní průmyslové“ benchmarky.

Benchmarky jsou však snadno manipulovatelné, takže je příliš brzy na to, aby bylo možné definitivně říci, zda je M1 tak výkonný, jak Apple tvrdí. Jsme zvědaví, až M1 vyzkoušíme pomocí vlastních objektivních benchmarků. Pokud jsou tvrzení společnosti Apple pravdivá, je M1 skutečně připraven překonat současnou řadu Maců s procesory Intel.

Apple také tvrdí, že M1 nabídne vynikající výdrž baterie v MacBooku Air a MacBooku Pro. V praxi už předchozí modely Air a Pro s čipy Intel nabízejí vynikající výdrž baterie, která se obvykle pohybuje mezi 10 a 20 hodinami při nenáročných úkonech, jako je sledování videa.

Běží moje aplikace na Macu M1?

Čip je tak dobrý, jak dobrý je software, který na něm běží, a mnoho aplikací pro macOS je navrženo pro běh na procesorech Intel, nikoli na M1. Vývojáři měli trochu náskok, protože jim Apple letos v létě nabídl vývojářskou sadu, která jim měla pomoci převést jejich kód na M1. Faktem však zůstává, že zatímco samotný operační systém macOS na M1 nativně poběží, mnoho aplikací třetích stran nikoli, alespoň zpočátku.

Neexistence nativní podpory M1 však neznamená, že aplikace třetích stran nepoběží vůbec. U aplikací, které ještě neprošly přechodem, Apple tvrdí, že programy budou moci na nových Macích stále běžet prostřednictvím firemního softwaru Rosetta 2, který může fungovat jako emulátor. Nebuďte však překvapeni, pokud se programy přetáhnou. „Proces překladu nějakou dobu trvá, takže uživatelé mohou vnímat, že se přeložené aplikace občas spouštějí nebo běží pomaleji,“ píše Apple ve vývojářské dokumentaci k Rosettě 2.

Apple mezitím v úterý potvrdil, že počínaje macOS Big Sur běží veškerý jeho software pro Mac nativně na systémech Intel i M1. Další výhodou je, že aplikace pro iPhone a iPad nyní mohou běžet přímo na počítačích Mac s procesory M1. Big Sur bude standardní součástí všech nových systémů M1 a pro starší Macy bude k dispozici jako aktualizace ještě tento týden.

Co když chci místo toho Intel Mac?

Ačkoli křemík od Applu je pro ekosystém Maců jednoznačně budoucností, počítače Mac s procesory Intel nezmizí ze dne na den. Nové MacBooky Air a Mac mini používají výhradně M1, ale Apple nadále nabízí 13palcový MacBook Pro s procesory Intel Core i5 nebo Core i7 jako volitelnou variantu. A ostatní počítače Mac z nabídky společnosti Apple – včetně iMacu, Macu Pro, iMacu Pro a 16palcového MacBooku Pro – nebyly v úterý aktualizovány a jsou stále poháněny výhradně procesory Intel a (v některých případech) volitelnými grafickými procesory AMD.