ฉันไม่เชื่อโดยสุจริตว่าในชั้นใต้ดินของ Apple Park มีห้องปฏิบัติการที่ Craig Federighi แสดงให้เราเห็นในการนำเสนอโครงการ Apple Silicon และ Mac ที่ใช้โปรเซสเซอร์ M1 ใหม่ ดูเหมือนห้องทดลอง "อุปกรณ์ประกอบฉาก" ที่สร้างขึ้นเพื่อนำเสนอภาพยนตร์
ฉันเดาว่าการออกแบบของไฟล์ M1 จะดำเนินการระหว่างห้องปฏิบัติการของผู้สร้างแผน ARM และผู้ผลิต TSMC ไม่ว่าจะอยู่ที่ไหนประเด็นก็คือพวกเขาได้ตอกมัน Apple Silicons ออกสู่ท้องถนนเป็นเวลาสองสามสัปดาห์แล้วและการทดสอบครั้งแรกนั้นน่าตื่นเต้นในแง่ของความเร็วและประสิทธิภาพ นักพัฒนาอิสระได้อธิบายถึงสาเหตุของประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมนี้
เมื่ออยู่ในงาน«อีกอย่างหนึ่ง» Craig Federighider เขาแนะนำให้เรารู้จักกับโปรเซสเซอร์รุ่นแรกของ Apple Silicon Macs ยุคใหม่ M1 ปากของเขาเต็มไปด้วยคำชมและลักษณะที่ดีของโปรเซสเซอร์ดังกล่าว นักสงสัยบางคนคิดว่า "เอาล่ะรอจนกว่าฉันจะได้มันมาอยู่บนโต๊ะและตรวจสอบคุณสมบัติทั้งหมดนั้นด้วยตัวเองดูว่ามันจริงหรือเปล่า"
เรามี Mac เครื่องแรกที่ส่งมอบแล้วและการแสดงผลครั้งแรกมีมาไม่นาน เพียงแค่: โหดร้าย โปรเซสเซอร์ M1 ผลิตโดย TSMC ด้วยเทคโนโลยี 5 นาโนเมตรจึงให้ประสิทธิภาพที่น่าทึ่งทั้งในแง่ของความเร็วในการประมวลผลรวมถึงการใช้พลังงานในระดับต่ำและอุณหภูมิในการทำงานต่ำ
เอริค เองไฮม์เป็นนักพัฒนาอิสระที่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับ Apple และได้เขียนวิทยานิพนธ์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับสาเหตุของประสิทธิภาพที่ดีของโปรเซสเซอร์ Apple M1 ที่นี่ คุณมีทฤษฎีทั้งหมดของเขาและเราได้สรุปให้คุณแล้ว
M1 เป็นชิปเซ็ตที่พิเศษมาก
M1 เป็นชิปเซ็ตที่ห่อหุ้มด้วยซิลิคอนบอร์ดเดียวกัน
ก่อนอื่นโปรเซสเซอร์ M1 ไม่ใช่ซีพียูธรรมดา ตามที่ Apple ได้อธิบายไว้มันคือไฟล์ ระบบบนชิป. เป็นชุดชิปที่ประกอบเข้าด้วยกันบนบอร์ดซิลิกอน M1 มี CPU 8-core, GPU 8-core (7-core ใน MacBook Air บางรุ่น), หน่วยความจำแบบรวม, คอนโทรลเลอร์ SSD, ตัวประมวลผลสัญญาณภาพ, Secure Enclave และชิปอื่น ๆ อีกมากมาย
นอกจาก CPU (ที่มีคอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีประสิทธิภาพสูง) และ GPU แล้ว M1 ยังมี มอเตอร์ประสาท สำหรับงานด้านแมชชีนเลิร์นนิงเช่นการรู้จำเสียงและการประมวลผลของกล้องและตัวถอดรหัส / ตัวเข้ารหัสวิดีโอในตัวสำหรับการแปลงไฟล์วิดีโอพลังงานต่ำ
นอกจากนี้ยังรวมถึงไฟล์ วงล้อมที่ปลอดภัย เพื่อจัดการการเข้ารหัสและตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัลเพื่อจัดการกับฟังก์ชันที่เข้มข้นทางคณิตศาสตร์ (เช่นการคลายการบีบอัดไฟล์เพลงและหน่วยประมวลผลภาพที่เร่งความเร็วงานที่ดำเนินการโดยแอปพลิเคชันการประมวลผลภาพ)
และสิ่งนี้ไม่ได้จบที่นี่ บนกระดานซิลิกอนยังมีพื้นที่สำหรับสถาปัตยกรรมใหม่ของ หน่วยความจำแบบครบวงจร ช่วยให้ CPU, GPU และคอร์อื่น ๆ สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกันได้และด้วยหน่วยความจำแบบรวมซีพียูและ GPU สามารถเข้าถึงหน่วยความจำพร้อมกันแทนที่จะคัดลอกข้อมูลจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง การเข้าถึงหน่วยความจำเดียวกันโดยไม่จำเป็นต้องคัดลอกเพิ่มความเร็วในการแลกเปลี่ยนข้อมูลเพื่อประสิทธิภาพโดยรวมที่เร็วขึ้น
การแสดงที่งดงาม
นี่เป็นส่วนหนึ่งของเหตุผลที่คนจำนวนมากที่ทำงานด้านการตัดต่อภาพและวิดีโอด้วย M1 Macs เห็นการปรับปรุงความเร็วดังกล่าว งานหลายอย่างที่พวกเขาทำสามารถดำเนินการได้โดยตรงบนฮาร์ดแวร์เฉพาะ นั่นคือสิ่งที่ช่วยให้ไฟล์ แมค มินิ M1 ประหยัดในการเข้ารหัสไฟล์วิดีโอขนาดใหญ่โดยไม่ต้องเครียดในขณะที่ iMac (Intel) ที่มีราคาแพงกว่ามากต้องทำงานให้ถึงขีด จำกัด โดยที่ความเร็วไม่ถึง Mac mini M1
ผู้ผลิตชิป Arm อื่น ๆ เช่น AMD กำลังใช้แนวทางเดียวกัน แต่ Intel และ AMD พวกเขาพึ่งพาการขายซีพียูที่ใช้งานทั่วไปและด้วยเหตุผลด้านลิขสิทธิ์ผู้ผลิตพีซีเช่น Dell และ HP อาจไม่สามารถออกแบบ SoC แบบเต็มรูปแบบได้อย่างที่ Apple สามารถทำได้
M1 และ macOS Big Sur เป็น symbiosis ที่สมบูรณ์แบบ
กุญแจสู่ความสำเร็จคือความลงตัวระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์
Apple สามารถผสานรวม ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ในแบบที่ บริษัท อื่น ๆ ส่วนใหญ่ไม่สามารถเข้าถึงได้ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้ iPhone และ iPad ได้เปรียบเหนือสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตอื่น ๆ เสมอ
Intel และ AMD สามารถเริ่มสร้างโปรเซสเซอร์ที่สมบูรณ์เช่น M1 ได้อย่างแน่นอน แต่สิ่งเหล่านี้จะมีอะไรบ้าง? ผู้ผลิตพีซีอาจมีแนวคิดที่แตกต่างกันเกี่ยวกับสิ่งที่ควรมี เป็นไปได้ว่าคุณอาจมีข้อขัดแย้งระหว่างผู้ผลิต Intel, AMD, Microsoft และ PC เกี่ยวกับประเภทของชิปพิเศษที่จะรวมไว้เนื่องจากพวกเขาต้องการการสนับสนุนซอฟต์แวร์ ซอฟต์แวร์ที่สามารถให้ได้เท่านั้น ไมโครซอฟท์.
นอกเหนือจากประโยชน์ของระบบที่ออกแบบภายในชิปแล้ว Apple ยังใช้แกน CPU เปลวไฟ ใน M1 นั้น "เร็วมาก" และสามารถดำเนินการคำสั่งเพิ่มเติมควบคู่กันไปได้ผ่านการดำเนินการนอกคำสั่งสถาปัตยกรรม RISC และการเพิ่มประสิทธิภาพเฉพาะบางอย่างที่ Apple ได้นำไปใช้ซึ่ง Engheim มีคำอธิบายเชิงลึก
Engheim เชื่อว่า Intel และ AMD อยู่ในสถานการณ์ที่ยากลำบากเนื่องจากข้อ จำกัด ของชุดคำสั่ง CISC และรูปแบบธุรกิจที่ไม่อำนวยความสะดวกในการสร้างโซลูชันชิปแบบ end-to-end สำหรับผู้ผลิตพีซี Apple ได้ตอกย้ำยุคใหม่อย่างแน่นอน แอปเปิลซิลิคอน.