Las respuestas al porqué el M1 es tan rápido procesando

características M1

Sinceramente yo no me creo que en los sótanos de Apple Park esté el laboratorio que Craig Federighi nos mostró en la presentación del proyecto Apple Silicon y los Macs con en nuevo procesador M1. Parece un laboratorio «de atrezzo» montado para filmar las presentaciones.

Supongo que el diseño del M1 se habrá efectuado a caballo entre los laboratorios del creador de los planos, ARM, y el fabricante, TSMC. Sea donde sea, la cuestión es que lo han clavado. Ya hace un par de semanas que los Apple Silicon ya están en la calle, y las primeras pruebas son espectaculares en cuanto a velocidad y rendimiento. Un desarrollador independiente ha explicado las causas de este fantástico rendimiento.

Cuando en el evento «One more thing» Craig Federighi nos presentó el primer procesador de la nueva era de Macs Apple Silicon, el M1, se le llenó la boca de alabanzas y buenas características del dicho procesador. Algunos escépticos pensaron «bueno, vamos a esperar a que lo tenga en mi mesa y compruebe yo mismo todas esas cualidades, a ver si es verdad».

Pues ya tenemos los primeros Macs entregados y las primeras impresiones no se han hecho esperar. Sencillamente: brutal. El procesador M1 fabricado por TSMC con tecnología de 5 nm está dando un rendimiento espectacular, tanto a nivel de velocidad de procesamiento, como en sus bajos niveles de consumo de energía y baja temperatura de trabajo.

Erik Engheim, es un desarrollador independiente que nada tiene que ver con Apple, y ha escrito una interesante tesis sobre los motivos del buen rendimiento del procesador de Apple M1. Aquí tienes toda su teoría, y nosotros te hemos hecho un resumen.

El M1 es un conjunto de chips muy especializados

M1 chips

El M1 es un conjunto de chips encapsulados en la misma placa de silicio.

En primer lugar, el procesador M1 no es una simple CPU. Como Apple ha explicado, es un System-on-a-Chip. Es un conjunto de chips que están todos alojados juntos en una placa de silicio. El M1 alberga una CPU de 8 núcleos, una GPU de 8 núcleos (7 núcleos en algunos modelos de MacBook Air), memoria unificada, controlador SSD, procesador de señal de imagen, Secure Enclave y varios chips más.

Además de la CPU (con núcleos de alto rendimiento y alta eficiencia) y la GPU, el M1 tiene un motor neuronal para tareas de aprendizaje automático, como el reconocimiento de voz y el procesamiento de cámaras y un decodificador/codificador de vídeo incorporado para la conversión de archivos de vídeo de bajo consumo.

También incluye el Secure Enclave para manejar el cifrado, y el procesador de señal digital para manejar funciones matemáticamente intensivas (como la descompresión de archivos de música y la unidad de procesamiento de imágenes que acelera las tareas realizadas por las aplicaciones de procesamiento de imágenes).

Y no acaba aquí la cosa. En la placa de silicio también hay espacio para una nueva arquitectura de memoria unificada que permite a la CPU, GPU y otros núcleos intercambiar información entre sí, y con la memoria unificada, la CPU y la GPU pueden acceder a la memoria simultáneamente en lugar de copiar datos entre un área y otra. Acceder al mismo grupo de memoria sin necesidad de copiar, acelera el intercambio de información para un rendimiento general más rápido.

Un rendimiento espectacular

Esta es parte de la razón por la que mucha gente que trabaja en la edición de imágenes y video con los Macs M1 están viendo tales mejoras de velocidad. Muchas de las tareas que hacen, pueden ejecutarse directamente en hardware especializado. Eso es lo que permite a un Mac Mini M1 económico codificar un archivo de vídeo grande, sin estresarse en ello, mientras que un iMac mucho más caro (Intel) tiene que trabajar al límite, sin llegar a la velocidad del Mac mini M1.

Otros fabricantes de chips Arm como AMD están adoptando un enfoque similar, pero Intel y AMD dependen de la venta de CPU de uso general y por razones de licencia, los fabricantes de PC como Dell y HP probablemente no puedan diseñar un SoC completo como Apple es capaz de hacer.

M1 y macOS Big Sur son la simbiosis perfecta

M1 Big Sur

La clave del éxito es la simbiosis perfecta entre hardware y software.

Apple es capaz de integrar hardware y software de una manera que no es posible que la mayoría de las otras empresas lo consigan, lo que siempre es algo que le ha dado al iPhone y al iPad una ventaja sobre otros teléfonos inteligentes y tabletas.
Seguro que Intel y AMD pueden comenzar a fabricar procesadores completos como el M1. Pero, ¿qué van a contener estos? Los fabricantes de PC pueden tener diferentes ideas de lo que deben contener. Potencialmente se obtiene un conflicto entre los fabricantes de Intel, AMD, Microsoft y PC sobre qué tipo de chips especializados se deben incluir porque estos necesitarán soporte de software. Un software que solo lo puede dar Microsoft.
Junto con los beneficios de un sistema en un chip diseñado internamente, Apple también está utilizando núcleos de CPU Firestorm en el M1 que son «auténticamente rápidos» y capaces de ejecutar más instrucciones en paralelo a través de la ejecución fuera de pedido, la arquitectura RISC y algunas optimizaciones específicas que Apple ha implementado, de las que Engheim tiene una explicación en profundidad.

Engheim cree que Intel y AMD están en una situación difícil debido a las limitaciones del conjunto de instrucciones CISC y sus modelos de negocio que no facilitan la creación de soluciones de chips de extremo a extremo para los fabricantes de PC. Apple, sin duda lo ha clavado con la nueva era Apple Silicon.


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