Apple M1

Apple M1
CPU
Produktion M1 : 10. november 2020
M1 Pro og M1 Max : 18. oktober 2021
M1 Ultra : 8. marts 2022
Udvikler Apple Inc.
Fabrikant
CPU frekvens 3,20  GHz
Produktionsteknologi 5  nm
Instruktionssæt ARMv8.5-A
Antal kerner M1 : 8 kerner (4x Firestorm + 4x Icestorm-kerner)
M1 Pro : 8 eller 10 kerner (6x eller 8x Firestorm + 2x Icestorm-kerner)
M1 Max : 10 kerner (8x Firestorm + 2x Icestorm-kerner)
M1 Ultra : (20x + 4x Icestorm-kerner)
L1 cache 256 KB
L2 cache 16 MB delt (12 MB - Firestorm, 4 MB - Icestorm)
L3 cache M1 : 16MB
M1 Pro : 24MB
M1 Max : 48MB
M1 Ultra : 96MB
Integreret GPU Proprietær Apple GPU
M1 : 7- eller 8-core GPU
M1 Pro : 14- eller 16-core GPU
M1 Max : 24- eller 32-core GPU
M1 Ultra : 48- eller 64-core GPU
stik
Kerner
Apple M2

Apple M1  er Apples Apples siliciumserie af ARM - arkitektur SoC'er , der bruges i Mac -computere , MacBook bærbare [1] og iPad Pro [2] og iPad Air [3] tablets , fremstillet af kontraktproducenten TSMC ved hjælp af en 5-nanometer proces og indeholder omkring 16 milliarder transistorer.

De første enheder på M1 var MacBook Air (sidst i 2020), MacBook Pro (13-tommer, sent 2020) og Mac Mini 2020 udgivet i november 2020 [4] . Og så i april 2021 blev 24-tommer iMac [5] og iPad Pro [6] introduceret på Apple M1 SoC.

Den 8. marts 2022 blev 5. generation iPad Air baseret på Apple M1-chippen [7] annonceret .

Arkitektur

Apple M1 har fire højtydende "Firestorm"-kerner og fire "Icestorm"-kerner med lav effekt, hvilket giver en konfiguration svarende til ARMs big.LITTLE og Intels Lakefield-processorer [8] . Denne kombination giver dig mulighed for at optimere energiforbruget; denne funktion er ikke tilgængelig på Apple-Intel-arkitekturenheder. Apple hævder, at laveffektkerner bruger en tiendedel af kraften fra højtydende kerner.

Højtydende kerner har 192 KB instruktionscache og 128 KB datacache og deler 12 MB L2-cache. Lignende specifikationer for lavenergikernerne er 128KB instruktionscache, 64KB datacache og i alt 4MB L2-cache. Icestorm "E cluster" har en frekvens på 0,6-2,064 GHz og et maksimalt strømforbrug på 1,3 W, Firestorm "P cluster" har en frekvens på 0,6-3,204 GHz og et maksimalt strømforbrug på 13,8 W.

x86- kompatibilitet

Rosetta 2 's dynamiske binære oversættelsesteknologi gør det muligt for M1-udstyrede produkter at køre software designet til x86-processorer, der kører macOS. Samtidig er arbejdet med alle programmer udviklet til X86-arkitekturen ikke garanteret, og de vil arbejde langsommere.

Hukommelse

M1 bruger en enkelt hukommelseskonfiguration LPDDR4X SDRAM 4266 MT/s (8 GB og 16 GB i forskellige modeller), der deles af alle processorkomponenter. SoC- og RAM-chipsene er monteret sammen som en del af et system-i-pakke- design .

M1 Pro har 256-bit LPDDR5 SDRAM 6400 MT/s, mens M1 Max har 512-bit LPDDR5 SDRAM 6400 MT/s. Hukommelsesbåndbredden på M1 er 68 GB/s, M1 Pro er 204 GB/s, og M1 Max er 408 GB/s. M1 Pro understøtter 16 eller 32 GB hukommelseskonfigurationer, mens M1 Max understøtter 32 og 64 GB [9] . M1 Pro inkluderer en ProRes encode og decode media engine, mens M1 Max har to motorer [10] .

M1 Ultra fordobler specifikationerne for M1 Max med en 1024-bit 816GB/s hukommelsesbus og understøttelse af 64GB eller 128GB konfigurationer.

Grafik

Chippen inkluderer en Apple-designet 8-core (7-core på nogle modeller) grafikprocessorenhed (GPU) med 128 eksekveringsenheder og 1.024 aritmetiske logiske enheder, som Apple hævder kan behandle op til 24.576 samtidige tråde. Derudover indeholder chippen også 16 kerner af den indbyggede AI-accelerator (NPU), der er i stand til at udføre 11 billioner operationer i sekundet [11] . M1 integrerer også en billedsignalprocessor (ISP), NVMe-lagring og Thunderbolt 4-controllere.

Sårbarheder

M1RACLES

I maj 2021 opdagede Asahi Linux-udvikleren Hector Martin en sårbarhed, han kaldte M1RACLES (M1ssing Register Access Controls Leak EL0 State). Martin foreslog, at sårbarheden skyldtes Apples bevidste overtrædelse af ARM-arkitekturspecifikationerne . Som et resultat af denne sårbarhed kan to applikationer hemmeligt udveksle data og omgå enhver softwarebeskyttelse og isolation. Udvikleren påpegede også, at sårbarheden ikke kan rettes af software. På trods af dette mener han, at sårbarheden ikke kan bruges til at forårsage reel skade [12] [13] .

august

I maj 2022 opdagede forskere ved Tel Aviv University , University of Illinois i Urbana-Champaign og University of Washington en sårbarhed kaldet "Augury" relateret til Data-Memory Dependent Prefetcher (DMP) i M1-chips. Samtidig blev det ikke betragtet som en væsentlig sikkerhedsrisiko [14] .

Pacman

I juni 2022 annoncerede MIT- forskere , at de havde fundet en spekulativ eksekveringssårbarhed i M1-chips, som de kaldte "Pacman" efter Pointer Authentication Codes (PAC'er). Apple har udtalt, at det ikke mener, at dette udgør en alvorlig trussel mod brugerne [15] .

Produktivitet og effektivitet

M1 har vist konkurrencedygtig ydeevne og effektivitet i populære benchmarks (Geekbench 5, Cinebench R23).

En 2020 Mac mini udstyret med M1 bruger 7W tomgang og 39W ved maksimal belastning [16] sammenlignet med 20W tomgang og 122W ved maksimal belastning for en 2018 6-core Intel i7 Mac mini [17] .

På udgivelsestidspunktet blev MacBook Air (M1, 2020) og MacBook Pro (M1, 2020) betragtet som de hurtigste bærbare computere i MacBook-familien fremstillet af Apple [18] , hvilket førte til et kraftigt fald i prisen på bærbare MacBook-computere baseret på Intel på eftermarkedet [19] .

Udvikling af Apple M1-chipfamilien

Apple M1 Pro

Apple M1 Pro er en 8- eller 10-kernet ARM-processor fremstillet ved hjælp af TSMC's 5nm-proces. Chippen indeholder 8 eller 10 CPU-kerner (6 eller 8 ydeevne og 2 energieffektive) og 16 GPU-grafikkerner med 2048 eksekveringsenheder, plus yderligere 16 kerner af den indbyggede AI-accelerator. Båndbredden af ​​den indbyggede kombinerede hukommelse ( RAM + videohukommelse ) er 200 GB/s. Processoren indeholder 33,7 milliarder transistorer [20] .

Apple M1 Max

Apple M1 Max er en 10-kernet ARM-processor fremstillet ved hjælp af TSMC's 5nm procesteknologi. Chippen indeholder 10 CPU-kerner (8 ydeevne og 2 energieffektive), 24 eller 32 GPU-grafikkerner og 16 kerner i den indbyggede AI-accelerator. Båndbredden på den indbyggede kombinerede hukommelse (RAM + videohukommelse) er 400 GB/s. Processoren indeholder 57 milliarder transistorer [20] .

Apple M1 Ultra

Apple M1 Ultra er en 20-kernet ARM-processor brugt i Mac Studio -computere siden 2022, fremstillet ved hjælp af TSMC's 5nm-proces. Chippen indeholder 20 CPU-kerner (16 ydeevne og 4 energieffektive), 48 eller 64 GPU-grafikkerner og 32 kerner i den indbyggede AI-accelerator. Båndbredden af ​​den indbyggede kombinerede hukommelse (RAM + videohukommelse) er 800 GB/s. Hovedegenskaben ved M1 Ultra er UltraFusion-arkitekturen, som kombinerer to M1 Max-chips til én gigantisk processor indeholdende 114 milliarder transistorer [21] [22] [23] .

Anvendelse af M1-seriens chips

Enheder, der bruger Apple M1:

Enheder, der bruger Apple M1 Pro:

Enheder, der bruger Apple M1 Max:

Enheder, der bruger Apple M1 Ultra:

Indstillinger

Tabellen nedenfor viser de forskellige SoC'er baseret på "Firestorm" og "Icestorm" mikroarkitekturerne.

Mulighed Antal CPU-kerner (P+E) Antal GPU-kerner Antal GPU-udførelsesenheder Antal GPU aritmetiske logiske blokke Understøttet mængde poolet hukommelse Antal transistorer
A14 6 (2+4) fire 64 512 4/6 GB 11,8 mia
M1 8 (4+4) 7 112 896 8/16 GB 16 mia
otte 128 1024
M1 Pro 8 (6+2) fjorten 224 1792 16/32 GB 34 mia
M1 Pro 10 (8+2) 34 mia
16 256 2048 34 mia
M1 Maks 10 (8+2) 24 384 3072 32/64 GB 57 mia
32 512 4096
M1 Ultra 20 (16+4) 48 768 6144 64/128 GB 114 mia
64 1024 8192

Noter

  1. ↑ Apple M1 er det første ARM-baserede chipsæt til Mac'er med de hurtigste CPU-kerner og top   iGPU ? . GSMArena.com . Hentet 25. november 2020. Arkiveret fra originalen 25. januar 2021.
  2. ↑ Æble. iPad Pro  (russisk)  ? . apple.com (20/04/2021). Hentet 25. april 2021. Arkiveret fra originalen 28. april 2021.
  3. ↑ Æble. iPad Air  (engelsk) . apple.com . Hentet 4. juni 2022. Arkiveret fra originalen 29. august 2021.
  4. ↑ Ny revolution? Apple introducerede bærbare computere baseret på sin egen M1-processor . Electronics Time (10. november 2020). Dato for adgang: 25. november 2020.
  5. ↑ iMac 24 tommer  (russisk)  ? . Æble (Rusland) . Hentet 25. april 2021. Arkiveret fra originalen 25. april 2021.
  6. ↑ iPad Pro  (russisk)  ? . Æble (Rusland) . Hentet 25. april 2021. Arkiveret fra originalen 28. april 2021.
  7. ↑ Apple introducerer den mest kraftfulde og alsidige iPad Air  nogensinde  ? . Apple Newsroom . Hentet 12. marts 2022. Arkiveret fra originalen 11. marts 2022.
  8. ↑ Apple M1 -chip  . Æble . Hentet 25. november 2020. Arkiveret fra originalen 10. november 2020.
  9. ↑ 2021 MacBook Pro Teardown: Et glimt af en bedre tidslinje | iFixit  nyheder . iFixit (12. juni 2022). Hentet 12. juni 2022. Arkiveret fra originalen 11. juni 2022.
  10. ↑ Sammenlignet : M1 vs M1 Pro og M1 Max  . AppleInsider . Hentet 12. juni 2022. Arkiveret fra originalen 9. juni 2022.
  11. ↑ Apple introducerede den proprietære Apple M1-processor til Mac-computere  (russisk)  ? . 3D Nyheder . (10. november 2020). Hentet 8. marts 2022. Arkiveret fra originalen 9. marts 2022.
  12. ↑ M1RACLES-sårbarhed fundet i Apple M1, som ikke kan rettes programmatisk . iXBT.com . Hentet 28. maj 2021. Arkiveret fra originalen 27. maj 2021.
  13. ↑ M1RACLES: An Apple M1  Vulnerability . m1racles.com . Hentet 28. maj 2021. Arkiveret fra originalen 27. maj 2021.
  14. ↑ Nyopdagede 'Augury'-fejl i M1- og A14-chips udgør ikke en alvorlig risiko (endnu  ) . Macworld (3. maj 2022). Hentet 12. juni 2022. Arkiveret fra originalen 11. juni 2022.
  15. ↑ MIT-forskere afslører 'upatchable' fejl i Apple M1-  chips . TechCrunch (10. juni 2022). Hentet: 12. juni 2022.
  16. ↑ Mac mini- oplysninger om strømforbrug og termisk output (BTU)  . Apple Support . Hentet 8. august 2021. Arkiveret fra originalen 21. oktober 2017.
  17. ↑ Lovejoy, Ben M1 Mac mini strømforbrug og termisk output fremhæver Apple Silicon effektivitet . 9To5Mac (28. januar 2021). Hentet 14. maj 2021. Arkiveret fra originalen 17. december 2021.
  18. ↑ Cunningham, Andrew De bedste MacBooks  . The New York Times (18. december 2020). Hentet 6. januar 2021. Arkiveret fra originalen 21. januar 2021.
  19. ↑ Mac-priskrakket i  2021 . ZDNet (25. februar 2021). Hentet 1. marts 2021. Arkiveret fra originalen 1. marts 2021.
  20. ↑ 1 2 Apple introducerede M1 Pro- og M1 Max-chips - 2 gange hurtigere end Core i9 fra den forrige generation af MacBook og ultrakraftige GPU'er  (russisk)  ? . 3D Nyheder . (18. oktober 2021). Hentet 8. marts 2022. Arkiveret fra originalen 9. marts 2022.
  21. ↑ Apple introducerer 20-Core M1 Ultra Desktop Processor  (russisk)  ? . 3D Nyheder . (8. marts 2022). Hentet 8. marts 2022. Arkiveret fra originalen 8. marts 2022.
  22. ↑ Ultrahurtig Apple M1 Ultra SoC afsløret: sammenligning med Intel Core i9-12900K og GeForce RTX 3090  (russisk)  ? . iXBT.com (9. marts 2022). Hentet 11. marts 2022. Arkiveret fra originalen 12. marts 2022.
  23. ↑ Nu er det kun Apple, der er i stand til dette. Den seneste SoC M1 Ultra har 114 milliarder transistorer, og dens areal er otte gange større end M1  (russisk)  ? . iXBT.com (9. marts 2022). Hentet 11. marts 2022. Arkiveret fra originalen 12. marts 2022.
  24. ↑ MacBook Air (M1, 2020) - Tekniske specifikationer . support.apple.com _ Hentet 12. juni 2022. Arkiveret fra originalen 11. november 2020.
  25. ↑ iMac har et helt nyt design i levende farver, M1-chip og 4,5K Retina-skærm  . Apple Newsroom (20. april 2021). Hentet 12. juni 2022. Arkiveret fra originalen 20. april 2021.

Links