Há cinco anos, a Apple mudou o mundo dos computadores.

A decisão da Apple de romper com a Intel e desenvolver seus próprios chips da série M para a linha Mac ajudou-a a superar seus concorrentes tanto em desempenho quanto em duração da bateria.

Em 2017, a Apple integrou uma unidade de processamento neural (NPU) para dar suporte a tarefas de IA em seus chips para dispositivos móveis. Três anos depois, no final de 2020, a Apple substituiu as CPUs da Intel nos Macs por seus próprios chips da série M.

Cinco anos após Tim Cook anunciar sua saída da Intel para adotar o uso de silício personalizado para Macs, as gerações de chips M1 a M5 continuam a estabelecer novos padrões de desempenho e eficiência energética.

Um acordo histórico

A decisão de encerrar uma parceria de 14 anos (2006-2020) com a Intel não foi fácil. No entanto, a Apple possui uma longa experiência e sucesso no design de semicondutores, tendo utilizado seus próprios chips em iPhones e iPads pela primeira vez em 2010.

O ponto crucial é que a Apple não quer apenas um chip poderoso, mas também um que seja extremamente eficiente em termos de consumo de energia. Tim Millet, vice-presidente de Arquitetura de Plataforma, revelou que o segredo está nos arquitetos de chips trabalharem diretamente com a equipe de software.

Em vez de fazer suposições, a equipe de design sabe exatamente como o chip será usado para otimizar o que é mais importante.

O processador da série M permite que os Macs ofereçam desempenho superior e melhor eficiência energética do que seus concorrentes. Foto: Tom's Guide.

Quando os primeiros protótipos foram lançados, até mesmo a equipe de liderança da Apple ficou surpresa. "Foi como conhecer um Mac pela primeira vez. Liguei-o e vi que a duração da bateria não havia se alterado, e me perguntei se o software estava funcionando corretamente."

"Jamais esquecerei a sensação de segurar aquela máquina em minhas mãos pela primeira vez. Estava muito animado para que o mundo inteiro pudesse experimentar o Mac novamente", recordou Millet.

O vice-presidente de arquitetura de plataforma ofereceu uma analogia comovente: "É como ter um oceano inteiro de energia (a grande bateria de laptop projetada para o chip Intel) para alimentar algo que foi projetado para operar apenas em um pequeno lago (o chip M1 de baixo consumo de energia)."

Durante a pesquisa, a equipe da Apple também percebeu que o desempenho por watt da Intel havia estagnado.

Entretanto, com o chip M1, a Apple alcançou um desempenho superior com velocidades de clock significativamente menores. Este foi um passo crucial para concretizar o sonho da empresa de um MacBook Air fino e leve que não necessitasse de ventoinha de resfriamento, mas que ainda oferecesse um desempenho poderoso.

A capacidade de exibir conteúdo em vários monitores de alta resolução simultaneamente em um MacBook Pro com o chip M4. Foto: Apple.

Foi exatamente isso que Steve Jobs imaginou quando tirou o primeiro MacBook Air da embalagem.

Além disso, como o MacBook Air e o iPhone utilizam chips de silício desenvolvidos pela Apple, as equipes de software podem se concentrar mais facilmente em uma plataforma unificada.

Isso permite que as equipes integrem muitos aplicativos com os quais os usuários já estão familiarizados em seus iPhones. Como resultado, tudo se torna mais familiar para os usuários de iPhone que também usam Macs.

Arquitetura unificada

O Tom's Guide observa que o que define o poder dos chips da série M é sua arquitetura de memória unificada. Em computadores tradicionais, a CPU e a GPU possuem memórias separadas, e os dados precisam ser copiados de um lado para o outro através de portas PCI Express, causando latência.

Entretanto, com o Apple Silicon, a CPU, a GPU e o mecanismo neural estão todos no mesmo chip e compartilham a mesma memória. Millet explica que essa mudança fundamental elimina a necessidade de os desenvolvedores se preocuparem em "criar imagens em um lugar e depois ter que enviá-las para uma rede diferente".

Tom Boger, vice-presidente de marketing de produtos da Apple para iPads e Macs, enfatizou que esse benefício é crucial na era da IA.

"Com modelos de linguagem grandes, podemos aproveitar todo esse conjunto de memória. É possível executar LLMs com dezenas, até mesmo centenas de bilhões de parâmetros diretamente em um MacBook Air — algo que só é possível graças à mágica da arquitetura unificada", comentou Boger.

Apesar do recente aumento da popularidade da IA ​​com o ChatGPT, a Apple já vinha integrando o Neural Engine aos iPhones desde 2017.

No entanto, para o chip M1, a equipe de Tim Millet redesenhou completamente o processador. Como resultado, os chips da série M estão prontos para a atual onda de IA. O M5 – a versão mais recente do chip nos Macs, que a Apple chama de "o núcleo de CPU mais rápido do mundo" – oferece desempenho até 20% superior (em comparação com o chip M4) em tarefas multithread, como compilação de código e multitarefa.

A imagem ilustra a estrutura do chip M5. Foto: Apple.

A mudança da Apple dos chips Intel para os chips da série M nos Macs não só impactou a indústria de computadores, como também pode ser considerada um marco para a própria empresa.

Segundo o analista Avi Greengart, essa mudança não só transformará o setor, como também "libertará a própria Apple".

“Isso dá à Apple o controle que ela sempre quis, juntamente com a flexibilidade para alocar recursos a partes específicas do chip. Em um ano, eles se concentram na CPU, enquanto no ano seguinte se concentram na GPU. A própria arquitetura oferece a vantagem da memória integrada, permitindo que a memória seja compartilhada entre a CPU e a GPU, em vez de a GPU ter que depender de memória separada”, comentou Greengart.

Essa flexibilidade deu à Apple uma dupla vantagem: desempenho técnico e independência estratégica. Sem estar mais limitada pelo ritmo lento da Intel, a fabricante do Mac se diferenciou de maneiras que não via desde a época da Motorola.

Além disso, a Apple forçou rivais como Intel, AMD e Qualcomm a mudarem suas estratégias, passando de uma corrida por potência bruta para uma batalha pela eficiência energética.

Além disso, graças às economias de escala e à integração vertical, a Apple conseguiu controlar os custos de uma forma que outras empresas não conseguem.

“Estamos vendo computadores de ponta, mas sendo vendidos por menos de US$ 1.000 . As pessoas costumam pensar na Apple como uma marca premium, porque ela opera principalmente nesse segmento de mercado. Mas os chips da série M, especialmente quando se usam versões mais antigas como o M1, permitem que a Apple equipe um processador poderoso em um laptop vendido para estudantes do ensino médio”, disse Greengart.

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