Apple M1

Apple M1
Tervező	Apple Inc.
Gyártó	Apple Inc.
Max CPU órajel	3,2 GHz
Gyártás technológia méret	5 nm
Utasításkészlet	ARMv8.4-A
Tranzisztorok száma	M1: 16 milliárd
Előd	Intel Core és Apple T2 csip (Mac) Apple A12X (Apple A12Z, iPad Pro) Apple A14 (iPad Air)
Utód	Apple M2
Változat	M1 Pro, M1 Max
A Wikimédia Commons tartalmaz Apple M1 témájú médiaállományokat.

Az Apple M1 egy ARM-alapú System on a Chip (SoC), amelyet az Apple Inc. tervezett központi feldolgozó egységként (CPU) és grafikus feldolgozó egységként (GPU) a Macintosh számítógépek és az iPad Pro táblagépek számára.[1] Ez egyben az első jelentős változás a Macintosh számítógépek által használt utasításkészletben azóta, hogy az Apple 2006-ban a PowerPC-ről az Intelre állt át a Mac számítógépeknél. Az Apple szerint ez a chip a világ leggyorsabb "alacsony energiafelhasználású szilícium" CPU-magja és ennek van a legnagyobb egy wattra jutó teljesítménye.[1][2]

Az M1 2020 novemberében jelent meg, amelyet a következő évben az Apple M1 Pro és M1 Max változatok követtek. Ezek nagyban különböznek egymástól méretben és a funkcionális egységek számában: az eredeti M1 például körülbelül 16 milliárd tranzisztort tartalmaz, a legnagyobb M1 Max 57 milliárdot.

Az M1-en az Apple saját macOS és iPadOS operációs rendszere fut. Az M1 SoC kezdeti támogatása a Linux kernelben 2021. június 27-én jelent meg az 5.13-as verzióval.[3]

A memóriaarchitektúra miatt a RAM nem bővíthető a felhasználó által; 8 GB-os vagy 16 GB-os memóriával kerül forgalomba, amelyen az összes számítási egység osztozik.

A kezdeti verziók tartalmaznak egy olyan architektúrális hibát, amely lehetővé teszi a sandbox-ba zárt alkalmazások számára az adatcserét, amellyel sérül a biztonság.[4]

Fejlesztési út

2020 októberében az Apple megkezdte az Apple M1 próbagyártását és elvégezte a kapcsolódó teszteket.[5]

2020. november 11-én hivatalosan is megjelent az Apple M1.[6]

Tervezés

CPU

Az M1 négy nagy teljesítményű "Firestorm" és négy energiatakarékos "Icestorm" maggal rendelkezik, amelyek az ARM DynamIQ és az Intel Lakefield és Alder Lake processzoraihoz hasonló hibrid konfigurációt biztosítanak.[7] Ez a kombináció olyan energia-optimalizálást tesz lehetővé, amely a korábbi Intel architektúrájú Apple-eszközöknél nem voltak lehetségesek. Az Apple állítása szerint az energiatakarékos magok tizedannyi energiát használnak, mint a nagy teljesítményűek.[8] A nagyteljesítményű magok szokatlanul nagy,[9] 192 KiB-os L1 utasítás- és 128 KiB-os L1-adat gyorsítótárral rendelkeznek, és egy 12 MiB-os L2 gyorsítótáron osztoznak; az energiatakarékos magok 128 KiB-os L1 utasítás- és 64 KiB-os L1-adat gyorsítótárral, valamint egy közös, 4 MiB-os L2 gyorsítótárral rendelkeznek. A SoC egy 16 MiB-os rendszerszintű gyorsítótárral is rendelkezik, amelyen a GPU-val osztozik.

GPU

Az M1 egy Apple által tervezett[10] nyolcmagos (egyes alapmodellekben hét) grafikus feldolgozóegységet (GPU) integrál. Minden GPU-mag 16 végrehajtó egységre (Execution Unit) van osztva, amelyek mindegyike nyolc aritmetikai-logikai egységet (ALU) tartalmaz. Összesen az M1 GPU akár 128 Execution Unitot vagy 1024 ALU-t tartalmaz,[11] amelyek az Apple szerint akár 24 576 szál egyidejű végrehajtására is képesek, és amelyek maximális lebegőpontos (FP32) teljesítménye 2,6 TFLOPs.[7][12]

Egyéb jellemzők

Az M1 4266 MT/s-os LPDDR4X SDRAM-ot használ,[13] a processzor összes komponense által megosztott, egységes memóriakonfigurációban. A SoC és a RAM-chipek együtt vannak beépítve egy "system in a package" (SiP) kialakításban. 8 GiB-os és 16 GiB-os konfigurációk állnak rendelkezésre.

Az M1 dedikált neurális hálózati hardvert tartalmaz egy 16 magos Neural Engine-ben, amely másodpercenként 11 trillió művelet végrehajtására képes.[7] Az egyéb komponensek közé tartozik egy képjelfeldolgozó processzor (ISP), egy NVMe tárolóvezérlő, Thunderbolt 4 vezérlők és egy Secure Enclave.

A támogatott kodekek közé tartozik a H264 és H265 (8/10 bites, akár 4:4:4:4), a VP9 és a JPEG.

Teljesítmény és hatékonyság

Az M1 teljesítménye és hatékonysága a népszerű összehasonlító mérésekben versenyképesnek bizonyult. (Geekbench 5, Cinebench R23).[14]

A 2020-as M1-gyel felszerelt Mac mini 7 wattot fogyaszt üresjáratban és 39 wattot maximális terhelésnél,[15] a 2018-as, 6-magos Intel i7-es Mac mini 20 wattos üresjáratával és 122 wattos maximális terhelésével szemben.[16] Az M1 energiahatékonysága megduplázza az M1-alapú MacBookok akkumulátor-üzemidejét a korábbi Intel-alapú MacBookokhoz képest.

Megjelenésekor a MacBook Air (M1, 2020) és a MacBook Pro (M1, 2020) az Apple által gyártott leggyorsabb Macbookoknak számítottak,[17] ugyanakkor az Intel MacBookok értékének meredek csökkenését is okozták.[18]

Galéria

• 
  M1 (APL1102) a hűtő nélkül, melyen a CPU lapka és a körülötte lévő kis méretű SMD kondenzátorok láthatók. A kép bal oldala egy renderelés.
• 
  Apple M1 processzor a hűtővel, jobb oldalán az LPDDR4X SDRAM-ot tartalmazó két modul látható
• 
  M1 Pro (APL1103)
• 
  M1 Max (APL1105)
• 
  M1 Ultra (APL1W06)
• 
  M1 (APL1102) egy Mac mini (M1, 2020, 9,1 modell) logikai lapján, összehasonlítva egy iPhone 11 CPU lapjára szerelt A13 SoC-vel (felül)

Apple M1-et használó termékek

• MacBook Air (M1, 2020) - az alapmodell 7 magos GPU-val rendelkezik.[19]
• Mac mini (M1, 2020)[20]
• MacBook Pro (13 hüvelykes, M1, 2020)[21]
• iMac (24 hüvelykes, M1, 2021) - az alapmodell 7-magos GPU-val rendelkezik.[22]
• iPad Pro, 11 hüvelyk (3. generáció)[23]
• iPad Pro, 12,9 hüvelyk (5. generáció)[23]
• iPad Air 10,9 (5. generáció)

Problémák

USB tápellátás

A megjelenés után néhány felhasználó, aki az M1 készülékeket USB-C hubokon keresztül töltötte, arról számolt be, hogy tönkrement a készülékük.[24] A beszámolók szerint a problémát okozó eszközök harmadik féltől származó USB-C hubok és nem-Thunderbolt dokkolók voltak (kivéve az Apple saját dongle-ját).[24] Az Apple ezt a problémát úgy kezelte, hogy kicserélte a logikai lapot, és azt mondta ügyfeleinek, hogy ne töltsenek ezeken a hubokon keresztül. A macOS Big Sur 11.2.2 tartalmaz egy javítást, amely megakadályozza, hogy a 2019-es vagy későbbi MacBook Pro modellek és a 2020-as vagy későbbi MacBook Air modellek bizonyos harmadik féltől származó USB-C hubok és dokkolók által károsodjanak.[25][26]

Jegyzetek

1. The Apple M1 is the first ARM-based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU (amerikai angol nyelven). GSMArena.com . [2021. január 25-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. november 11.)
2. Sohail, Omar: Apple's 5nm M1 Chip Is the First for ARM-Based Macs - Boasts 2x More Performance Than Latest Laptop CPU, Uses One-Fourth the Power (amerikai angol nyelven). Wccftech , 2020. november 10. [2021. január 26-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. november 11.)
3. Adorno, José: Linux Kernel 5.13 officially launches with support for M1 Macs (amerikai angol nyelven). 9to5Mac , 2021. június 28. (Hozzáférés: 2021. június 29.)
4. Goodin, Dan: Covert channel in Apple’s M1 is mostly harmless, but it sure is interesting (amerikai angol nyelven). Ars Technica , 2021. május 28. (Hozzáférés: 2021. november 18.)
5. Apple at Work M1 Overview
6. Apple unleashes M1 (amerikai angol nyelven). Apple Newsroom . (Hozzáférés: 2021. november 7.)
7. Apple M1 Chip. Apple.com . Apple. [2020. november 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. november 11.)
8. Here's what the future of Apple silicon Macs look like. iMore , 2020. november 10. [2020. december 7-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. december 5.)
9. Apple Announces The Apple Silicon M1: Ditching x86 - What to Expect, Based on A14: Apple's Humongous CPU Microarchitecture. AnandTech , 2020. november 10. (Hozzáférés: 2021. július 15.)
10. Apple's M1 Pro, M1 Max SoCs Investigated: New Performance and Efficiency Heights. Page 6, "GPU Performance: 2-4x For Productivity, Mixed Gaming"
11. Frumusanu, Andrei: The 2020 Mac Mini Unleashed: Putting Apple Silicon M1 To The Test. www.anandtech.com . [2021. február 1-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. január 30.)
12. „Apple Silicon M1 chip: Here's what we know”, ZDnet, Red Ventures, 2020. november 10. (Hozzáférés: 2021. július 1.) 
13. M1 MacBook Air & Pro - EXCLUSIVE Apple Interview! | The Tech Chap - YouTube. www.youtube.com . [2020. november 13-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. november 14.)
14. Antoniadis, Anastasios: Apple M1 Benchmarks Are Here – Apple Delivered Performance and Efficiency. Borderpolar , 2020. november 21. [2020. december 28-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. január 6.)
15. Mac mini power consumption and thermal output (BTU) information (angol nyelven). Apple Support . (Hozzáférés: 2021. augusztus 8.)
16. Lovejoy, Ben: M1 Mac mini power consumption and thermal output figures highlight Apple Silicon efficiency. 9To5Mac , 2021. január 28. (Hozzáférés: 2021. május 14.)
17. Cunningham, Andrew. „The Best MacBooks”, The New York Times , 2020. december 18.. [2021. január 21-i dátummal az eredetiből archiválva] (Hozzáférés: 2021. január 6.) 
18. The Mac price crash of 2021. ZDNet, 2021. február 25. [2021. március 1-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. március 1.)
19. MacBook Air (M1, 2020) - Technical Specifications. support.apple.com . [2020. november 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. november 13.)
20. Mac mini (M1, 2020) - Technical specifications. support.apple.com . [2020. november 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. november 13.)
21. MacBook Pro (13-inch, M1, 2020) - Technical Specifications. support.apple.com . [2020. november 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2020. november 13.)
22. iMac features all-new design in vibrant colors, M1 chip, and 4.5K Retina display (amerikai angol nyelven). Apple Newsroom . [2021. április 20-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. április 20.)
23. iPad Pro - Technical Specifications (amerikai angol nyelven). Apple . [2019. január 4-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. április 21.)
24. M1 MacBook Air won't power on. MacRumors Forums . [2021. január 12-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. február 26.)
25. Miller, Chance: macOS Big Sur 11.2.2 released with fix for using MacBooks with 'non-compliant' USB-C hubs. 9to5Mac , 2021. február 25. [2021. február 25-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. február 26.)
26. What's new in the updates for macOS Big Sur. Apple Support , 2021. február 25. [2021. február 26-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2021. február 26.)