Pięć lat temu Apple zmieniło świat komputerów.

Decyzja Apple o rozstaniu się z firmą Intel i opracowaniu własnych układów serii M dla komputerów Mac pozwoliła firmie prześcignąć konkurencję zarówno pod względem wydajności, jak i czasu pracy baterii.

W 2017 roku Apple zintegrowało jednostkę przetwarzania neuronowego (NPU) do obsługi zadań AI w swoich układach mobilnych. Trzy lata później, pod koniec 2020 roku, Apple zastąpiło procesory Intel w komputerach Mac własnymi układami z serii M.

Pięć lat po tym, jak Tim Cook ogłosił swoje odejście z firmy Intel i przejście na specjalnie zaprojektowane układy scalone dla komputerów Mac, generacje układów M1–M5 nadal wyznaczają nowe standardy wydajności i energooszczędności.

Historyczna umowa

Decyzja o zakończeniu 14-letniej współpracy (2006-2020) z firmą Intel nie była łatwa. Jednak Apple ma wieloletnie doświadczenie i sukcesy w projektowaniu półprzewodników, po raz pierwszy wykorzystując własne układy scalone w iPhone'ach i iPadach w 2010 roku.

Kluczowe jest to, że Apple chce nie tylko wydajnego układu, ale także takiego, który będzie niezwykle energooszczędny. Tim Millet, wiceprezes ds. architektury platform, powiedział, że sekret tkwi w bezpośredniej współpracy architektów układów z zespołem programistów.

Zamiast zgadywać, zespół projektowy wie dokładnie, w jaki sposób układ będzie wykorzystywany, aby zoptymalizować to, co jest dla niego najważniejsze.

Procesor serii M pozwala komputerom Mac osiągnąć wyższą wydajność i lepszą energooszczędność niż konkurencyjne komputery. Zdjęcie: Tom's Guide.

Kiedy pojawiły się pierwsze prototypy, nawet kierownictwo Apple było zdumione. „To było jak poznawanie Maca po raz pierwszy. Włączyłem go i zobaczyłem, że bateria ani drgnęła, i zastanawiałem się, czy oprogramowanie działa poprawnie”.

„Nigdy nie zapomnę uczucia, gdy po raz pierwszy trzymałem tę maszynę w rękach. Nie mogłem się doczekać, aż cały świat znów będzie mógł doświadczyć Maca” – wspominał Millet.

Wiceprezes ds. architektury platform przedstawił trafną analogię: „To tak, jakby wykorzystać cały ocean energii (dużą baterię laptopa przeznaczoną do procesora Intel) do zasilania czegoś, co zostało zaprojektowane do działania wyłącznie w małym stawie (energooszczędny procesor M1)”.

Podczas badań zespół Apple'a zauważył również, że wydajność procesorów Intela w przeliczeniu na wat uległa stagnacji.

Tymczasem dzięki układowi M1 Apple osiągnęło wyższą wydajność przy znacznie niższych częstotliwościach taktowania. Był to kluczowy krok w realizacji marzenia firmy o smukłym i lekkim MacBooku Air, który nie wymagałby wentylatora chłodzącego, a jednocześnie oferowałby wysoką wydajność.

Możliwość jednoczesnego wyświetlania obrazu na wielu wyświetlaczach o wysokiej rozdzielczości na MacBooku Pro z procesorem M4. Zdjęcie: Apple.

Dokładnie to wyobraził sobie Steve Jobs, gdy wyjął z koperty pierwszego MacBooka Air.

Co więcej, dzięki temu, że zarówno MacBook Air, jak i iPhone korzystają z opracowanych przez Apple układów scalonych, zespoły programistów mogą łatwiej skupić się na ujednoliconej platformie.

Pozwala to zespołom na integrację wielu aplikacji, które użytkownicy iPhone'ów znają już na swoich komputerach. W rezultacie wszystko staje się bliższe użytkownikom iPhone'ów, którzy korzystają również z komputerów Mac.

Zunifikowana architektura

Tom's Guide zauważa, że ​​mocą układów z serii M jest ich zunifikowana architektura pamięci. W tradycyjnych komputerach procesor i karta graficzna mają oddzielną pamięć, a dane muszą być przesyłane w obie strony przez porty PCI Express, co powoduje opóźnienia.

Tymczasem w przypadku Apple Silicon, procesor, karta graficzna i silnik neuronowy znajdują się na tym samym rdzeniu i korzystają z tej samej pamięci. Millet wyjaśnia, że ​​ta zmiana rdzenia eliminuje konieczność martwienia się przez programistów o „tworzenie obrazów w jednym miejscu, a następnie przesyłanie ich przez inną sieć”.

Tom Boger, wiceprezes Apple ds. marketingu produktów iPad i Mac, podkreślił, że ta zaleta jest kluczowa w erze sztucznej inteligencji.

„Dzięki dużym modelom językowym możemy wykorzystać całą pulę pamięci. Można uruchamiać LLM z dziesiątkami, a nawet setkami miliardów parametrów bezpośrednio na MacBooku Air — co jest możliwe tylko dzięki magii zunifikowanej architektury” — skomentował Boger.

Pomimo niedawnego wzrostu zainteresowania sztuczną inteligencją i ChatGPT, Apple integruje Neural Engine z iPhone'ami już od 2017 roku.

Jednak w przypadku układu M1 zespół Tima Milleta całkowicie przeprojektował procesor. W rezultacie układy z serii M są gotowe na obecną falę sztucznej inteligencji. M5 – najnowsza wersja układu w komputerach Mac, którą Apple nazywa „najszybszym rdzeniem procesora na świecie”, oferuje do 20% wyższą wydajność (w porównaniu z układem M4) w zadaniach wielowątkowych, takich jak kompilacja kodu i wielozadaniowość.

Na zdjęciu widać strukturę układu M5. Zdjęcie: Apple.

Przejście firmy Apple z procesorów Intel na procesory serii M w komputerach Mac nie tylko wpłynęło na branżę komputerową, ale można je również uznać za przełom dla samej firmy.

Według analityka Aviego Greengarta ta zmiana nie tylko zmieni branżę, ale także „uwolni samą firmę Apple”.

„Daje Apple kontrolę, o której zawsze marzyli, a także elastyczność w alokacji zasobów do konkretnych części układu. W jednym roku skupią się na procesorze, a w następnym na procesorze graficznym. Sama architektura oferuje zaletę zintegrowanej pamięci, umożliwiając współdzielenie jej przez procesor i procesor graficzny, bez konieczności korzystania z oddzielnej pamięci przez procesor graficzny” – skomentował Greengart.

Ta elastyczność dała Apple podwójną przewagę: wydajność techniczną i strategiczną niezależność. Nie będąc już ograniczonym powolnym tempem rozwoju Intela, producent komputerów Mac wyróżnił się w sposób, jakiego nie było od czasów Motoroli.

Ponadto Apple zmusiło takich rywali jak Intel, AMD i Qualcomm do zmiany strategii, przechodząc od wyścigu o moc obliczeniową do walki o efektywność energetyczną.

Co więcej, dzięki efektowi skali i integracji pionowej, Apple udało się kontrolować koszty w sposób nieosiągalny dla innych firm.

„Widzimy komputery z wyższej półki, ale sprzedawane za mniej niż 1000 dolarów . Ludzie często postrzegają Apple jako markę premium, ponieważ działa ona głównie w tym segmencie rynku. Jednak procesory z serii M, zwłaszcza w przypadku starszych wersji, takich jak M1, pozwalają Apple wyposażyć laptopy sprzedawane uczniom szkół średnich w wydajny procesor” – powiedział Greengart.

Źródło: https://znews.vn/5-nam-truoc-apple-thay-doi-the-gioi-may-tinh-post1614291.html