Cos’è il chip Apple M1?

Per la prima volta in quasi 15 anni, i nuovi MacBook e Mac mini di Apple non hanno processori Intel. Invece, usano il nuovissimo chip Apple M1, presentato martedì come un potente sostituto per le molte generazioni di CPU Intel che hanno alimentato i computer Apple dal 2006.

L’M1 è la prima apparizione del nuovo paradigma che Apple ha battezzato Apple Silicon. I nuovi Mac disponibili per il pre-ordine ora con l’M1 includono il MacBook Air, il MacBook Pro da 13 pollici e il Mac mini. Se state pensando di comprarne uno subito, state entrando in acque inesplorate, dato che le uniche informazioni che abbiamo finora su come funzionano bene provengono da Apple stessa. Non vediamo l’ora di portare questi nuovi dispositivi nei PC Labs al più presto per alcuni test approfonditi e per un po’ di tempo hands-on. Ma nel frattempo, diamo un’occhiata a tutto quello che sappiamo finora sul Silicio Apple nel Mac.

L’M1: Un intero sistema su un chip

Che eseguano Windows, macOS, o Chrome, la maggior parte dei PC di oggi sono dotati di una serie di componenti informatici all’interno che gestiscono ciascuno diversi compiti di elaborazione. Questi includono un processore (la CPU) per gestire i calcoli essenziali, compresi quelli utilizzati per navigare in internet e aprire e chiudere le app, e un altro (la GPU) per elaborare i calcoli grafici e inviare un segnale allo schermo del monitor o del portatile.

Su macchine grandi e potenti come i desktop workstation e i sistemi di gioco, la CPU e la GPU sono elementi completamente separati che sono collegati alla scheda madre. I portatili ultraportatili più piccoli tipicamente combinano la CPU e la GPU in un singolo componente usando ciò che è noto nell’industria come elaborazione grafica integrata, con il resto dei componenti del computer, tra cui la cache, la memoria e lo storage, situati in punti diversi della scheda madre.

Come evoluzione dei processori Apple serie A che hanno a lungo alimentato l’iPhone e l’iPad, il chip M1 ha un approccio diverso. Invece di un insieme di parti di elaborazione separate, è un singolo sistema su un chip (SoC). Il SoC gestisce tutti i calcoli, incluso l’output grafico, il che significa che ogni istruzione software può utilizzare la parte più efficiente dell’M1.

In parte perché deve fare tutto in una volta, l’M1 ha un massimo di 16 core di processore. Questo suona come una tonnellata rispetto ai sei core che si trovano nelle più potenti CPU dei portatili Intel. In realtà, l’M1 ha così tanti core non perché possa eseguire compiti più velocemente, ma perché possa eseguire più compiti. Quattro dei core sono core di calcolo dedicati a calcoli complessi che richiedono molta potenza di elaborazione. Altri quattro sono dedicati a compiti più leggeri che non richiedono tanta potenza, per assicurare che il chip non consumi più energia del necessario. I compiti vengono trasferiti al core set appropriato al volo.

Anche otto core aggiuntivi sono dedicati all’elaborazione grafica, in modo simile a come funziona la grafica integrata Iris di Intel. Sul Mac mini, il MacBook Pro e il MacBook Air, la parte grafica dell’M1 è in grado di alimentare un monitor esterno a 60Hz e fino a una risoluzione di 6K, come l’Apple Pro Display XDR.

Inoltre, l’M1 ha un controller di archiviazione integrato per il traffico di dati da e verso l’unità a stato solido (SSD) del Mac, così come vari altri processori, controller e sensori che gestiscono la crittografia, l’elaborazione delle immagini dalle webcam, e altri compiti secondari che sono necessari per il funzionamento del computer.

Il chip M1 utilizza un processo produttivo a 5 nanometri, simile all’ultimo chip A14 dell’iPhone 12. Nel frattempo, le ultime CPU di 11a generazione di Intel utilizzano un processo produttivo a 10 nanometri, e Intel non prevede nuovi chip basati su processi a 7 nanometri o inferiori fino al 2022 al più presto. Intel ha detto in una dichiarazione martedì che le sue CPU “forniscono ai clienti globali la migliore esperienza nelle aree che apprezzano di più, così come la piattaforma più aperta per gli sviluppatori, sia oggi che in futuro”. Ma la grande disparità nelle tecnologie di processo parla da sola. Gli ultimi chip desktop e mobili della rivale AMD sono su un processo a 7 nanometri.

L’intelligenza artificiale e il chip M1

L’intelligenza artificiale (AI) e gli algoritmi di apprendimento automatico (ML) sono essenziali per aiutare il software moderno a funzionare senza problemi. La serie A di Apple e i processori Intel Core hanno da tempo capacità AI integrate, e l’M1 non è diverso. Ha un motore neurale dedicato con 16 core di elaborazione propri per gestire i compiti di AI. Avete mai ritoccato una foto usando un filtro automatico, o scorrendo una lista di risultati di ricerca precompilati? Entrambi questi compiti e molti altri spesso si basano almeno in parte su ML per funzionare più velocemente.

Il motore neurale del chip M1 dipende dalle istruzioni del software per funzionare correttamente. Molti sviluppatori di software di terze parti integrano algoritmi di AI e ML nelle loro applicazioni, comprese molte parti della Adobe Creative Suite. Apple dice che il nuovo MacBook Air alimentato da M1 può gestire carichi di lavoro ML fino a nove volte più velocemente del precedente MacBook Air alimentato da Intel.

Tutti i chip M1 sono uguali?

Non importa se un computer usa un SoC o un insieme di componenti di calcolo separati, è ancora soggetto a certe proprietà infrangibili del calcolo e della fisica. Più core un processore dedica a un certo compito, e più velocemente ognuno di quei core funziona, più velocemente il compito sarà completato. Questo processo genera anche molto calore, che è il motivo per cui la maggior parte dei computer hanno ventole, dissipatori di calore e altre attrezzature.

Mentre Apple non ha ancora rilasciato molti dettagli, sappiamo che ci saranno versioni leggermente diverse dell’M1 per ciascuno dei diversi Mac che alimenta. Questo è dovuto principalmente al fatto che ogni dispositivo gestisce il calore in modo diverso. Il nuovo MacBook Air non ha una ventola di raffreddamento, e sappiamo che il chip M1 nella configurazione base dell’Air avrà un processore grafico leggermente meno potente, con sette core invece di otto.

Nel frattempo, il più grande MacBook Pro e il Mac mini saranno entrambi dotati di ventole di raffreddamento, il che permette ai loro chip M1 di avere GPU a piena potenza. È possibile che le versioni M1 del Mac mini e del MacBook Pro avranno anche velocità di clock più elevate rispetto al chip del MacBook Air, ma Apple non ha condiviso questa informazione.

Quanto è veloce il chip M1?

Secondo Apple, il chip M1 è più veloce dei processori Intel nei Mac che sostituisce. In alcuni casi, sostiene l’azienda, è molto più veloce. Le prestazioni generali del MacBook Air M1 sono 3,5 volte più veloci di prima, mentre le prestazioni grafiche sono cinque volte più veloci, dice Apple. Sul MacBook Pro M1, il calcolo AI è 11 volte più veloce di prima, e Apple dice che può costruire codice nell’app Xcode fino a 2,8 volte più veloce.

Apple sostiene anche che i Mac alimentati da M1 sono più veloci delle loro controparti Windows. L’azienda stima che il nuovo M1 nel MacBook Air supererà il 98% dei portatili PC venduti nell’ultimo anno. Queste affermazioni sono basate su test di performance che Apple ha eseguito internamente, anche se l’azienda non sta fornendo ulteriori dettagli su di essi, tranne che per dire che sono benchmark “standard del settore”.

I benchmark sono facilmente manipolabili, tuttavia, quindi è troppo presto per dire definitivamente se l’M1 è così capace come Apple dice. Siamo ansiosi di provare l’M1 utilizzando il nostro processo di benchmarking oggettivo. Se le affermazioni di Apple sono vere, l’M1 è davvero pronto a superare l’attuale raccolto di Mac con processore Intel.

Apple sostiene anche che l’M1 offrirà un’eccellente durata della batteria nel MacBook Air e nel MacBook Pro. In pratica, i precedenti modelli di Air e Pro con chip Intel offrono già un’eccellente durata della batteria, tipicamente tra le 10 e le 20 ore di attività leggere come guardare video.

Le mie applicazioni funzioneranno su un Mac M1?

Un chip è buono solo come il software che ci gira sopra, e molte applicazioni macOS sono progettate per funzionare su processori Intel, non sull’M1. Gli sviluppatori hanno avuto un po’ di vantaggio, poiché Apple ha offerto loro un kit di sviluppo quest’estate per aiutarli a tradurre il loro codice per l’M1. Ma rimane il fatto che mentre il sistema operativo macOS stesso funzionerà nativamente sull’M1, molte applicazioni di terze parti non lo faranno, almeno inizialmente.

La mancanza di supporto nativo per l’M1 non significa che le app di terze parti non funzioneranno affatto, comunque. Per le applicazioni che devono ancora fare la transizione, Apple dice che i programmi saranno ancora in grado di funzionare sui nuovi Mac attraverso il software Rosetta 2 della società, che può agire come un emulatore. Ma non siate sorpresi se i programmi si trascinano. “Il processo di traduzione richiede tempo, quindi gli utenti potrebbero percepire che le app tradotte si avviano o girano più lentamente a volte”, ha scritto Apple nella documentazione per gli sviluppatori di Rosetta 2.

Intanto, Apple ha confermato martedì che a partire da macOS Big Sur, tutto il suo software per Mac funziona nativamente sia su sistemi Intel che M1. Come ulteriore vantaggio, le applicazioni per iPhone e iPad possono ora essere eseguite direttamente sui Mac alimentati da M1. Big Sur sarà di serie su tutti i nuovi sistemi M1, e sarà disponibile come aggiornamento per i vecchi Mac nel corso di questa settimana.

E se invece volessi un Mac Intel?

Mentre il silicio Apple è chiaramente il futuro dell’ecosistema Mac, i Mac con processore Intel non se ne andranno da un giorno all’altro. Il nuovo MacBook Air e il Mac mini usano esclusivamente l’M1, ma Apple continua ad offrire il MacBook Pro da 13 pollici con CPU Intel Core i5 o Core i7 come opzioni. E gli altri Mac nella lineup di Apple, tra cui l’iMac, il Mac Pro, l’iMac Pro e il MacBook Pro da 16 pollici, non sono stati aggiornati martedì e sono ancora esclusivamente alimentati da CPU Intel e (in alcuni casi) GPU AMD opzionali.