Apple M1 Chipとは？

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約 15 年ぶりに、Apple の最新の MacBook と Mac mini には Intel プロセッサが搭載されなくなりました。 M1 は、Apple が Apple Silicon と名づけた新しいパラダイムの最初の姿です。 現在予約受付中のM1搭載の新しいMacは、MacBook Air、13インチMacBook Pro、そしてMac miniです。 性能に関する情報は、今のところApple自身からしか得られないので、いきなり購入を考えている人は、未知の領域に足を踏み入れていることになります。 私たちは、これらの新しいデバイスを早急にPCラボに持ち込み、広範なテストとハンズオンの時間を設けることを心待ちにしています。 しかし、それまでの間、MacのApple Siliconについてこれまでに判明していることをすべて見てみましょう。

The M1: Windows、macOS、Chrome のいずれを実行するかにかかわらず、今日の PC のほとんどは、異なる処理タスクを処理する多数のコンピューティング コンポーネントを内部に搭載しています。 これらには、インターネットのブラウズやアプリケーションの開閉に使用するものを含む基本的な計算を処理する 1 つのプロセッサ (CPU) と、グラフィックス計算を処理し、モニターまたはラップトップ画面に信号を出力する別のプロセッサ (GPU) が含まれます。

ワークステーション デスクトップやゲーム リグのように大規模で強力なマシンでは、CPU と GPU は完全に別のアイテムで、それぞれがマザーボードに接続されます。 小型のウルトラポータブル ラップトップは通常、業界で統合グラフィックス処理として知られているものを使用して、CPU と GPU を 1 つのコンポーネントにまとめ、キャッシュ、メモリ、およびストレージなどのコンピュータの残りのコンポーネントは、マザーボード上の別の場所に配置されています。

長い間 iPhone や iPad に搭載されてきた Apple A シリーズ プロセッサの進化版として、M1 チップは異なるアプローチを採用しています。 個別の処理パーツの集合体ではなく、単一のシステム・オン・ア・チップ（SoC）なのです。 SoCは、グラフィックス出力を含むすべての計算を処理するため、各ソフトウェア命令は、M1の最も効率的な部分を使用することができます。

一度にすべてを行う必要があるため、M1 は最大 16 個のプロセッサ コアを搭載しています。 これは、最もパワフルな Intel ラップトップ CPU の 6 コアと比較すると、膨大な量に聞こえます。 実は、M1がこれほど多くのコアを備えているのは、より速くタスクを実行するためではなく、より多くのタスクを実行できるようにするためなのです。 コアのうち4つは、多くの処理能力を必要とする複雑な計算専用のコンピュートコアです。 さらに4つのコアは、チップのエネルギー消費を抑えるために、それほど大きな電力を必要としない軽いタスクに特化されています。 タスクは、オンザフライで適切なコアセットに振り分けられます。

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IntelのIris統合グラフィックスが動作する方法と同様に、最大8個の追加コアがグラフィックス処理専用になります。 Mac mini、MacBook Pro、および MacBook Air では、M1 のグラフィックス部分は、Apple Pro Display XDR のような 60 Hz、最大 6K の解像度の外部モニタに電源を供給することが可能です。

さらに、M1 には、Mac のソリッド ステート ドライブ (SSD) との間でデータをやり取りするための内蔵ストレージ コントローラー、および暗号化、Web カメラからの画像処理、およびコンピュータが機能するために必要なその他の二次タスクを処理するさまざまなその他のプロセッサー、コントローラー、およびセンサーが搭載されています。

M1チップは、iPhone 12に搭載された最新のA14チップと同様に、5ナノメートルの製造プロセスを使用しています。 一方、インテルの最新の第11世代CPUは10ナノメートルの製造プロセスを採用しており、インテルは7ナノメートル以下のプロセスを採用した新しいチップを早ければ2022年まで期待していない。 Intelは火曜日の声明で、同社のCPUは “グローバルな顧客が最も重視する分野で最高の体験を提供し、また開発者のための最もオープンなプラットフォームを現在も将来も提供する “と述べています。 しかし、プロセス技術における大きな格差がそれを物語っている。 コンピュータ・チップのライバルであるAMDの最新のデスクトップおよびモバイル・チップは、7ナノメートル・プロセスで製造されています。

Artificial Intelligence and the M1 Chip

人工知能（AI）と機械学習（ML）アルゴリズムは、現代のソフトウェアをスムーズに動かすために欠かせないものです。 Apple A シリーズおよび Intel Core プロセッサは、長い間、AI 機能を内蔵しており、M1 も同様です。 独自の16個の処理コアを持つ専用のニューラルエンジンを搭載し、AIのタスクを処理します。 自動フィルターを使って写真をタッチアップしたり、あらかじめ入力された検索結果のリストをスクロールしたことがありますか？ これらのタスクや他の多くのタスクは、高速に実行するために少なくとも部分的にはMLに依存していることが多いのです。

M1 チップのニューラル エンジンは、適切に動作するためにソフトウェアからの指示に依存しています。 多くのサードパーティのソフトウェア開発者は、Adobe Creative Suite の多くの部分を含め、AI や ML のアルゴリズムを自社のアプリに統合しています。 アップルによると、M1を搭載した新しいMacBook Airは、従来のIntel搭載のMacBook Airに比べて最大9倍速くMLワークロードを処理できるそうです。

Are all M1 Chips Created Equal?

コンピュータが SoC を使用しているか、個別のコンピューティング コンポーネントの集合体を使用しているかにかかわらず、コンピュータと物理の特定の破れない性質に従わなければならないことに変わりありません。 プロセッサが特定のタスクに専念するコアが多ければ多いほど、そしてそれらのコアがそれぞれ高速に動作すればするほど、タスクはより速く完了します。 このプロセスはまた、多くの熱を発生させるので、ほとんどのコンピュータにはファンやヒートシンクなどの装置があります。

Appleはまだ多くの詳細を発表していませんが、M1が搭載する異なるMacごとに、わずかに異なるバージョンが存在することは分かっています。 これは主に、各デバイスが異なる熱を処理することに起因しています。 新しいMacBook Airには冷却ファンがなく、Airの基本構成に搭載されるM1チップは、8コアではなく7コアと、ややパワーの劣るグラフィックプロセッサを搭載することがわかっています。

一方、大型の MacBook Pro と Mac mini には冷却ファンが搭載され、M1 チップにフルパワーの GPU を搭載することが可能になります。 Mac mini と MacBook Pro の M1 バージョンも MacBook Air のチップより高いクロック速度になる可能性がありますが、Apple はこの情報を共有していません。

M1 チップの速度は？

Apple によると、M1 チップは、置き換えられる Mac の Intel プロセッサよりも速いそうです。 場合によっては、はるかに高速であるとしています。 M1 MacBook Air の一般的な性能は以前より 3.5 倍、グラフィックス性能は 5 倍高速になったと Apple は述べています。 M1 MacBook Proでは、AI計算が従来よりも11倍高速化され、AppleはXcodeアプリでのコードビルドが最大2.8倍高速化されるとしている。

Appleはまた、M1搭載のMacはWindows搭載のMacよりも高速であると主張しています。 同社は、MacBook Airに搭載された新しいM1が、過去1年間に販売されたPCラップトップの98パーセントを上回る性能を発揮すると見積もっています。 これらの主張は、Apple が社内で行ったパフォーマンス テストに基づいていますが、同社は、「業界標準」のベンチマークであると言う以外、その詳細を提供していません。

しかしながら、ベンチマークは簡単に操作できるので、M1 が Apple が言うように有能かどうかを明確に言うのは早計です。 私たちは、独自の客観的なベンチマーク プロセスを使用して、M1 を試してみたいと思っています。 もしAppleの主張が本当なら、M1は現在のIntel搭載Macを凌駕する勢いです。

また、Appleは、M1がMacBook AirとMacBook Proで優れたバッテリー寿命を提供すると主張しています。 実際には、Intelチップを搭載したAirとProの以前のモデルはすでに優れたバッテリー寿命を実現しており、通常、ビデオの視聴などの軽いタスクで10時間から20時間となっています。

私のアプリはM1 Macで動作しますか？

ただし、M1 のネイティブ サポートがないからといって、サード パーティ製アプリがまったく動作しないわけではありません。 まだ移行していないアプリケーションについては、Apple は、エミュレータとして機能する同社の Rosetta 2 ソフトウェアを通じて、新しい Mac 上でプログラムを実行することができると述べています。 しかし、プログラムが足を引っ張ったとしても驚くことはない。 Apple は Rosetta 2 の開発者向け文書で、「翻訳プロセスには時間がかかるため、ユーザーは翻訳されたアプリケーションの起動や動作が遅く感じられることがあります」と述べています。

一方、Apple は火曜日、macOS Big Sur から、すべての Mac ソフトウェアが Intel および M1 システムでネイティブに動作すると確認しました。 さらに、iPhone や iPad のアプリケーションを M1 を搭載した Mac 上で直接実行できるようになりました。 Big Surは、すべての新しいM1システムに標準搭載され、古いMac向けには今週末にアップデートとして提供される予定です。

代わりに Intel Mac が欲しい場合はどうすればよいですか？

Apple シリコンが Mac エコシステムの未来であることは明らかですが、Intel を搭載した Mac が一夜にして消えてしまうわけではありません。 新しい MacBook Air と Mac mini は M1 を独占的に使用していますが、Apple は 13 インチ MacBook Pro に Intel Core i5 または Core i7 CPU をオプションとして提供し続けています。 そして、iMac、Mac Pro、iMac Pro、16インチMacBook Proを含むAppleのラインナップの他のMacは、火曜日にはアップデートされず、依然としてIntel CPUと（一部のケースでは）オプションのAMD GPUのみを搭載しています。

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