O que é o chip Apple M1?

Pela primeira vez em quase 15 anos, os mais novos MacBooks e Mac mini da Apple não vêm com processadores Intel. Em vez disso, eles usam o novíssimo chip Apple M1, revelado na terça-feira como um substituto poderoso para as muitas gerações de CPUs Intel que alimentam os computadores Apple desde 2006.

O M1 é a primeira aparição do novo paradigma que a Apple apelidou de Apple Silicon. Os novos Macs disponíveis para pré-encomenda agora com o M1 incluem o MacBook Air, o MacBook Pro de 13 polegadas, e o Mac mini. Se você está pensando em comprar um fora do portão, você está entrando em águas desconhecidas, já que a única informação que temos até agora sobre como eles funcionam bem vem da própria Apple. Estamos ansiosos para colocar esses novos dispositivos no PC Labs o mais rápido possível para alguns testes extensivos e tempo prático. Mas, entretanto, vamos dar uma olhada em tudo o que sabemos até agora sobre o Apple Silicon no Mac.

A M1: Um sistema inteiro num chip

Se eles executam Windows, MacOS ou Chrome, a maioria dos PCs actuais vêm com um conjunto de componentes computacionais dentro de cada um que lidam com diferentes tarefas de processamento. Eles incluem um processador (a CPU) para processar cálculos essenciais, incluindo os usados para navegar na Internet e abrir e fechar aplicativos, e outro (a GPU) para processar cálculos gráficos e emitir um sinal para o monitor ou tela do laptop.

Em máquinas grandes e poderosas como desktops de estações de trabalho e plataformas de jogos, a CPU e a GPU são itens completamente separados que estão conectados à placa-mãe. Laptops ultraportáteis menores normalmente combinam a CPU e a GPU em um único componente usando o que é conhecido na indústria como processamento gráfico integrado, com o resto dos componentes do computador, incluindo cache, memória e armazenamento, localizados em diferentes pontos da placa-mãe.

Como uma evolução dos processadores da série A da Apple que há muito tempo alimentam o iPhone e o iPad, o chip M1 tem uma abordagem diferente. Em vez de um conjunto de partes de processamento separadas, é um único sistema num chip (SoC). O SoC trata de todos os cálculos, incluindo a saída gráfica, o que significa que cada instrução de software pode usar a parte mais eficiente do M1.

Na parte porque deve fazer tudo de uma vez, o M1 tem um máximo de 16 núcleos de processador que levantam os olhos. Isso soa como uma tonelada em comparação com os seis núcleos que estão nas CPUs mais potentes de computadores portáteis Intel. Na verdade, a M1 tem tantos núcleos não para poder realizar tarefas mais rapidamente, mas para poder realizar mais tarefas. Quatro dos núcleos são núcleos de computação dedicados a cálculos complexos que requerem muito poder de processamento. Outros quatro são dedicados a tarefas mais leves que não requerem tanta energia, para garantir que o chip não consuma mais energia do que a necessária. As tarefas são desviadas para o conjunto de núcleos apropriado em tempo real.

As até oito núcleos adicionais são dedicados ao processamento gráfico, semelhante a como os gráficos integrados Iris da Intel funcionam. No Mac mini, MacBook Pro e MacBook Air, a parte gráfica do M1 é capaz de alimentar um monitor externo a 60Hz e até uma resolução de 6K, como o Apple Pro Display XDR.

Adicionalmente, o M1 tem um controlador de armazenamento incorporado para o tráfego de dados de e para a unidade de estado sólido (SSD) do Mac, bem como vários outros processadores, controladores e sensores que lidam com criptografia, processamento de imagens de webcams e outras tarefas secundárias que são necessárias para o funcionamento do computador.

O chip M1 utiliza um processo de produção de 5-nanómetros, semelhante ao último chip A14 do iPhone 12. Entretanto, as últimas CPUs de 11ª geração da Intel usam um processo de produção de 10 nanômetros, e a Intel não espera novos chips baseados em processos de 7-nanômetros ou menos até 2022, no mínimo. A Intel disse em uma declaração na terça-feira que suas CPUs “fornecem aos clientes globais a melhor experiência nas áreas que eles mais valorizam, bem como a plataforma mais aberta para desenvolvedores, tanto hoje como no futuro”. Mas a grande disparidade nas tecnologias de processo fala por si. Os chips de computador rivalizam com os mais recentes chips de desktop e móveis da AMD e estão em um processo de 7 nanômetros.

Inteligência Artificial e o Chip M1

Os algoritmos de inteligência artificial (IA) e aprendizagem de máquina (ML) são essenciais para ajudar o software moderno a funcionar sem problemas. A série A da Apple e os processadores Intel Core há muito tempo têm capacidades de IA incorporadas, e o M1 não é diferente. Ele tem um motor neural dedicado com 16 núcleos de processamento próprios para lidar com tarefas de IA. Já retocou uma foto usando um filtro automático, ou percorreu uma lista de resultados de pesquisa pré-populosa? Tanto estas tarefas como muitas outras muitas vezes dependem, pelo menos em parte, do ML para funcionar mais rápido.

O motor neural do chip M1 depende de instruções do software para funcionar corretamente. Muitos desenvolvedores de software de terceiros integram algoritmos AI e ML em seus aplicativos, incluindo muitas partes do Adobe Creative Suite. A Apple diz que o novo M1-powered MacBook Air pode lidar com cargas de trabalho ML até nove vezes mais rápido do que o anterior MacBook Air, alimentado pela Intel.

Todos os chips M1 criados são iguais?

Não importa se um computador usa um SoC ou uma coleção de componentes de computação separados, ele ainda está sujeito a certas propriedades inquebráveis de computação e física. Quanto mais núcleos um processador se dedicar a uma determinada tarefa, e quanto mais rápido cada um desses núcleos for executado, mais rápido a tarefa será concluída. Este processo também gera muito calor, e é por isso que a maioria dos computadores tem ventoinhas, dissipadores de calor e outros equipamentos.

Embora a Apple ainda não tenha lançado muitos detalhes, sabemos que haverá versões ligeiramente diferentes da M1 para cada um dos diferentes Macs que ela alimenta. Isto se deve principalmente ao fato de que cada dispositivo lida com o calor de forma diferente. O novo MacBook Air não tem ventilador de resfriamento, e sabemos que o chip M1 na configuração base do Air terá um processador gráfico ligeiramente menos potente, com sete núcleos em vez de oito.

Meanwhile, o MacBook Pro maior e o Mac mini virão ambos com ventoinhas de resfriamento, o que permite que seus chips M1 tenham GPUs com potência total. É possível que as versões Mac mini e MacBook Pro M1 também tenham maior velocidade de clock do que o chip do MacBook Air, mas a Apple não compartilhou essa informação.

Quão rápido é o chip M1?

De acordo com a Apple, o chip M1 é mais rápido que os processadores Intel nos Macs que ele substitui. Em alguns casos, a empresa afirma, é muito mais rápido. O desempenho geral do M1 MacBook Air é 3,5 vezes mais rápido do que antes, enquanto o desempenho gráfico é cinco vezes mais rápido, diz a Apple. No M1 MacBook Pro, a computação de IA é 11 vezes mais rápida do que antes, e a Apple diz que pode construir código no aplicativo Xcode até 2,8 vezes mais rápido.

Apple também afirma que os Macs com M1 são mais rápidos do que os seus equivalentes do Windows. A empresa estima que o novo M1 no MacBook Air terá um desempenho superior a 98% dos computadores portáteis vendidos no ano passado. Essas afirmações são baseadas em testes de desempenho que a Apple realizou internamente, embora a empresa não esteja fornecendo mais detalhes sobre eles, exceto para dizer que eles são benchmarks “padrão da indústria”.

Benchmarks são facilmente manipulados, no entanto, é muito cedo para dizer definitivamente se o M1 é tão capaz quanto a Apple diz que é. Estamos ansiosos para experimentar a M1 usando nosso próprio processo objetivo de benchmarking. Se as afirmações da Apple soarem verdadeiras, a M1 está de fato pronta para superar a atual safra de Macs alimentados pela Intel.

A Apple também afirma que o M1 irá oferecer uma excelente duração da bateria no MacBook Air e no MacBook Pro. Na prática, os modelos anteriores do Air e Pro com chips Intel já oferecem uma excelente duração da bateria, normalmente entre 10 e 20 horas de tarefas leves como assistir a vídeos.

As minhas aplicações funcionarão em um M1 Mac?

Um chip só é tão bom quanto o software que roda nele, e muitos aplicativos MacOS são projetados para rodar em processadores Intel, não no M1. Os desenvolvedores tiveram um pequeno avanço, pois a Apple ofereceu a eles um kit de desenvolvimento este verão para ajudá-los a traduzir seu código para o M1. Mas o fato é que enquanto o próprio sistema operacional macOS rodará nativamente no M1, muitos aplicativos de terceiros não o farão, pelo menos inicialmente.

A falta de suporte nativo ao M1 não significa que aplicativos de terceiros não rodarão de forma alguma, no entanto. Para aplicativos que ainda não fizeram a transição, a Apple diz que os programas ainda poderão rodar nos novos Macs através do software Rosetta 2 da empresa, que pode atuar como um emulador. Mas não se surpreenda se os programas se arrastarem. “O processo de tradução leva tempo, então os usuários podem perceber que os aplicativos traduzidos são lançados ou executados mais lentamente às vezes”, escreveu a Apple na documentação do desenvolvedor da Rosetta 2.

Meanwhile, a Apple confirmou na terça-feira que começando com o MacOS Big Sur, todos os seus softwares Mac rodam nativamente tanto em sistemas Intel quanto M1. Como benefício adicional, aplicativos para iPhone e iPad agora podem rodar diretamente nos Macs equipados com M1. Big Sur será padrão em todos os novos sistemas M1, e estará disponível como uma atualização para os Macs mais antigos no final desta semana.

E se eu quiser um Mac Intel em vez disso?

Embora o silício Apple seja claramente o futuro para o ecossistema Mac, os Macs alimentados pela Intel não vão embora da noite para o dia. O novo MacBook Air e Mac mini usam exclusivamente o M1, mas a Apple continua a oferecer o MacBook Pro de 13 polegadas com CPUs Intel Core i5 ou Core i7 como opções. E os outros Macs da linha Apple – incluindo o iMac, o Mac Pro, o iMac Pro e o MacBook Pro de 16 polegadas – não foram atualizados na terça-feira e ainda são alimentados exclusivamente por CPUs Intel e (em alguns casos) GPUs AMD opcionais.