Vad är Apple M1-chipet?

För första gången på nästan 15 år levereras Apples nyaste MacBooks och Mac mini inte med Intel-processorer. I stället använder de det helt nya Apple M1-chippet, som presenterades på tisdagen som en kraftfull ersättare för de många generationer av Intel-processorer som har drivit Apples datorer sedan 2006.

M1 är det första exemplet på det nya paradigm som Apple har döpt till Apple Silicon. De nya Mac-datorer som kan förbeställas nu med M1 inkluderar MacBook Air, 13-tums MacBook Pro och Mac mini. Om du överväger att köpa en sådan direkt från början ger du dig in på okänt vatten, eftersom den enda information vi hittills har om hur bra de presterar kommer från Apple själva. Vi ser fram emot att få in dessa nya enheter i PC Labs så snart som möjligt för omfattande tester och hands-on-tid. Men under tiden tar vi en titt på allt vi hittills vet om Apple Silicon i Mac.

M1: Ett helt system på ett chip

Oavsett om de kör Windows, macOS eller Chrome har de flesta av dagens datorer en rad datorkomponenter inuti som var och en hanterar olika bearbetningsuppgifter. Dessa inkluderar en processor (CPU) för att hantera viktiga beräkningar, inklusive de som används för att surfa på internet och öppna och stänga appar, och en annan (GPU) för att bearbeta grafikberäkningar och skicka ut en signal till skärmen eller den bärbara datorns skärm.

På stora, kraftfulla maskiner som stationära arbetsstationer och spelriggar är CPU:n och GPU:n helt separata enheter som båda är anslutna till moderkortet. Mindre bärbara ultraportabla datorer kombinerar vanligtvis CPU och GPU i en enda komponent med hjälp av vad som i branschen kallas integrerad grafikbehandling, med resten av datorns komponenter, inklusive cache, minne och lagring, placerade på olika ställen på moderkortet.

M1-chipet är en vidareutveckling av Apples processorer i A-serien som länge har drivit iPhone och iPad, men har ett annat tillvägagångssätt. Istället för en samling separata bearbetningsdelar är det ett enda system på ett chip (SoC). SoC:n hanterar alla beräkningar, inklusive grafikutgång, vilket innebär att varje programvaruinstruktion kan använda den mest effektiva delen av M1.

Delvis på grund av att den måste göra allting samtidigt har M1 ett ögonbrynshöjande maximalt antal på 16 processorkärnor. Det låter som ett ton jämfört med de sex kärnor som finns i de mest kraftfulla Intel-processorerna för bärbara datorer. I själva verket har M1 så många kärnor inte för att den ska kunna utföra uppgifter snabbare, utan för att den ska kunna utföra fler uppgifter. Fyra av kärnorna är beräkningskärnor som är avsedda för komplexa beräkningar som kräver mycket processorkraft. Ytterligare fyra är avsedda för lättare uppgifter som inte kräver lika mycket kraft, för att se till att chipet inte förbrukar mer energi än nödvändigt. Uppgifter flyttas till lämplig kärnuppsättning i farten.

Att så många som åtta extra kärnor är dedikerade till grafikbearbetning, på samma sätt som Intels integrerade Iris-grafik fungerar. På Mac mini, MacBook Pro och MacBook Air kan grafikdelen i M1 driva en extern bildskärm vid 60 Hz och upp till en upplösning på 6 K, till exempel Apple Pro Display XDR.

Den har dessutom en inbyggd lagringskontroller för att trafikera data till och från Macs SSD-enhet (Solid State Drive), samt olika andra processorer, styrenheter och sensorer som hanterar kryptering, bildbehandling från webbkameror och andra sekundära uppgifter som krävs för att datorn ska fungera.

M1-chippet använder en produktionsprocess med 5 nanometer, som liknar det senaste A14-chippet i iPhone 12. Samtidigt använder Intels senaste 11:e generationens CPU:er en 10-nanometer produktionsprocess, och Intel förväntar sig inte nya chip baserade på 7-nanometerprocesser eller lägre förrän tidigast 2022. Intel sade i ett uttalande på tisdagen att dess CPU:er ”ger globala kunder den bästa upplevelsen inom de områden de värdesätter mest, samt den mest öppna plattformen för utvecklare, både idag och i framtiden”. Men den stora skillnaden i processteknik talar för sig själv. Datorchipskonkurrenten AMD:s senaste dator- och mobilchip är tillverkade i en 7-nanometerprocess.

Artificiell intelligens och M1-chipet

Algoritmer för artificiell intelligens (AI) och maskininlärning (ML) är viktiga för att moderna programvaror ska fungera smidigt. Apples A-serie och Intel Core-processorer har länge haft AI-funktioner inbyggda, och M1 är inte annorlunda. Den har en dedikerad neuronal motor med 16 egna processorkärnor för att hantera AI-uppgifter. Har du någonsin retuscherat upp ett foto med hjälp av ett automatiskt filter eller bläddrat genom en lista med förfyllda sökresultat? Båda dessa uppgifter och många andra är ofta åtminstone delvis beroende av ML för att kunna köras snabbare.

M1-chipets neurala motor är beroende av instruktioner från programvara för att fungera korrekt. Många programvaruutvecklare från tredje part integrerar AI- och ML-algoritmer i sina appar, inklusive många delar av Adobe Creative Suite. Apple säger att den nya M1-drivna MacBook Air kan hantera ML-arbetsbelastningar upp till nio gånger snabbare än den tidigare Intel-drivna MacBook Air.

Är alla M1-chip likadana?

Oavsett om en dator använder sig av en SoC eller en samling separata datorkomponenter är den fortfarande föremål för vissa obrytbara egenskaper hos datorer och fysik. Ju fler kärnor en processor ägnar åt en viss uppgift, och ju snabbare var och en av dessa kärnor körs, desto snabbare kommer uppgiften att slutföras. Denna process genererar också en hel del värme, vilket är anledningen till att de flesta datorer har fläktar, kylflänsar och annan utrustning.

Men även om Apple inte har släppt många detaljer ännu vet vi att det kommer att finnas lite olika versioner av M1 för var och en av de olika Macs som den driver. Detta beror främst på att varje enhet hanterar värme på olika sätt. Den nya MacBook Air har ingen kylfläkt, och vi vet att M1-chippet i baskonfigurationen av Air kommer att ha en något mindre kraftfull grafikprocessor, med sju kärnor i stället för åtta.

Men den större MacBook Pro och Mac mini kommer båda att ha kylfläktar, vilket gör det möjligt för deras M1-chip att ha full kraftfulla grafikprocessorer. Det är möjligt att Mac minis och MacBook Pros M1-versioner också kommer att ha högre klockfrekvenser än MacBook Airs chip, men Apple har inte delat med sig av denna information.

Hur snabb är M1-chippet?

Enligt Apple är M1-chippet snabbare än Intel-processorerna i de Mac-datorer det ersätter. I vissa fall, hävdar företaget, är det mycket snabbare. Den allmänna prestandan i M1 MacBook Air är 3,5 gånger snabbare än tidigare, medan grafikprestandan är fem gånger snabbare, säger Apple. På M1 MacBook Pro är AI-beräkningar 11 gånger snabbare än tidigare, och Apple säger att det går att bygga kod i appen Xcode upp till 2,8 gånger snabbare.

Apple hävdar också att M1-drivna Macs är snabbare än sina Windows-motsvarigheter. Företaget uppskattar att den nya M1 i MacBook Air kommer att prestera bättre än 98 procent av de bärbara PC-datorer som sålts under det senaste året. Dessa påståenden baseras på prestandatester som Apple utfört internt, även om företaget inte ger fler detaljer om dem förutom att säga att det är ”industristandardiserade” benchmarks.

Benchmarks är dock lätta att manipulera, så det är för tidigt att definitivt säga om M1 är så kapabel som Apple säger att den är. Vi är ivriga att prova M1 med hjälp av vår egen objektiva benchmarkingprocess. Om Apples påståenden stämmer är M1 verkligen redo att överträffa den nuvarande skörden av Intel-drivna Mac-datorer.

Apple hävdar också att M1 kommer att ge utmärkt batteritid i MacBook Air och MacBook Pro. I praktiken erbjuder tidigare modeller av Air och Pro med Intel-chip redan utmärkt batteritid, vanligtvis mellan 10 och 20 timmar vid lätta uppgifter som att titta på video.

Kommer mina appar att köras på en M1 Mac?

Ett chip är bara så bra som programvaran som körs på det, och många macOS-appar är utformade för att köras på Intel-processorer, inte på M1. Utvecklare har haft lite försprång eftersom Apple erbjöd dem ett utvecklingskit i somras för att hjälpa dem att översätta sin kod till M1. Men faktum kvarstår att även om själva operativsystemet macOS kommer att köras naturligt på M1, kommer många appar från tredje part inte att köras, åtminstone inte till en början.

Den bristande bristen på stöd för M1 betyder dock inte att appar från tredje part inte kommer att kunna köras överhuvudtaget. För program som ännu inte har gjort övergången säger Apple att programmen fortfarande kommer att kunna köras på de nya Macarna genom företagets Rosetta 2-mjukvara, som kan fungera som en emulator. Men bli inte förvånad om programmen släpar. ”Översättningsprocessen tar tid, så användare kan uppfatta att översatta program startar eller körs långsammare ibland”, skrev Apple i utvecklardokumentationen för Rosetta 2.

Under tiden bekräftade Apple på tisdagen att från och med macOS Big Sur körs all dess Mac-programvara nativt på både Intel- och M1-system. Som en extra fördel kan iPhone- och iPad-appar nu köras direkt på M1-drivna Macs. Big Sur kommer att vara standard på alla nya M1-system och kommer att finnas tillgänglig som en uppdatering för äldre Macs senare i veckan.

Vad händer om jag vill ha en Intel Mac i stället?

Som Apple silikon är framtiden för Mac-ekosystemet, kommer Intel-drivna Macs inte att försvinna över en natt. De nya MacBook Air och Mac mini använder uteslutande M1, men Apple fortsätter att erbjuda 13-tums MacBook Pro med Intel Core i5- eller Core i7-processorer som alternativ. Övriga Macs i Apples sortiment – inklusive iMac, Mac Pro, iMac Pro och 16-tums MacBook Pro – uppdaterades inte på tisdagen och drivs fortfarande uteslutande av Intel CPU:er och (i vissa fall) AMD GPU:er som tillval.