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Apple M1: por qué es importante

Desde que Apple presentó su procesador M1 y mostró que era rápido y genial en la nueva MacBook, la comunidad tecnológica ha estado hablando sobre los SoC y tratando de hacer comparaciones para ver cómo se compara el M1 con sus contrapartes Intel o AMD en términos de rendimiento y eficiencia. .

No hace falta decir que cuando Intel y AMD ejecutan aplicaciones x86, no se puede dibujar una línea recta, mientras que el M1 ejecuta código Arm nativo y también puede traducir x86. Algunos argumentarían que el esfuerzo M1 es solo para dispositivos Apple (verdadero), mientras que otros podrían argumentar que cuando Apple puede ofrecer una computadora portátil rápida con una duración de batería similar a la de un iPad en el primer intento (también cierto), la «magia» está sucediendo. .

En este artículo, nos gustaría compartir algunas ideas sobre por qué el Apple M1 es un desarrollo muy relevante en el campo del hardware informático. Para nosotros, esto es similar a que Intel ingrese a la guerra de GPU en 2021. Es algo que no sucede todos los días ni todos los años. Y ahora Apple ha ingresado de manera efectiva al mercado principal de CPU, compitiendo con Intel, AMD y Qualcomm.

transición

El M1 marcó un gran cambio en la arquitectura de las Mac desde 2006, cuando Apple abandonó PowerPC en favor de los procesadores Intel. Ahora, el gigante de Cupertino apuesta todo su futuro a chips basados ​​en Arm desarrollados íntegramente de forma interna, dejando atrás a Intel y volviéndose más autosuficientes tecnológicamente.

Los primeros dispositivos que se enviaron con Apple M1 incluyen MacBook Air, MacBook Pro 13 y Mac mini. Esto es relevante porque la MacBook Air es su computadora portátil más barata y popular. El Air tampoco tiene ventilador ahora.

Dentro de la MacBook Air: sin ventilador. imagen: lo arreglo

Estas primeras computadoras M1 no eran modelos orientados al rendimiento. La ruptura de Apple e Intel inició un proceso de migración de dos años que significó que toda la línea de Mac (MacBook Pro, iMac, Mac Pro) pasaría a chips personalizados basados ​​en Arm.

Deja Intel atrás

Después de años de esfuerzos incansables, Intel ha estado lidiando con la fabricación. Apple previó los próximos años y comenzó a desarrollar su propio chip de escritorio antes de que fuera realmente necesario. La integración vertical que está logrando Apple se remonta a sus raíces y a la forma en que siempre ha visto las computadoras.

El mayor beneficio que obtiene Apple al cambiar a Arm es la integración y la eficiencia del sistema. Cuando usaban Intel x86 antes, solo podían elegir entre unos pocos productos. Básicamente Intel pensó que era una buena idea. Si Apple quería modificar algo, como agregar más rendimiento de GPU o eliminar partes no utilizadas del procesador, eso no era posible antes. El brazo, por otro lado, es casi infinitamente personalizable. Lo que Arm crea es un modelo y una pequeña pieza de propiedad intelectual. Es como ir a una cafetería a comer, donde puedes escoger lo que quieras. Cambiar a Arm permite a los ingenieros de Apple diseñar un chip que satisfaga exactamente sus necesidades, en lugar de tener que conformarse con uno de los chips estándar de Intel.

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Intel fabrica excelentes CPU, pero nada supera el rendimiento y la eficiencia de un diseño totalmente personalizado. Apple es considerada «la primera persona en resolver el problema» [x86] Según uno de sus antiguos ingenieros. Los problemas de calidad con Skylake finalmente llevaron a Apple al límite, decidiendo simplemente construir sus propias CPU. La decisión perjudicará los resultados de Intel, pero no mucho. Apple representa solo alrededor del 3% de las ventas de Intel.

No es la CPU, es el SoC

No solo el hardware M1 original es capaz. También es muy efectivo. Además, hace cosas de SoC, por lo que procesa + gráficos + IO + memoria del sistema, todo en el mismo paquete. Apple probablemente tenía lista una versión más pequeña del M1 hace más de un año, pero esperaron hasta que pudieron superar al resto de la industria en rendimiento por vatio.

También está claro que Apple ha aprovechado su experiencia de una década con hardware específico para iPhone. Al aplicar algunos de estos principios al hardware de escritorio, brinda optimizaciones a nivel de hardware a las cargas de trabajo típicas, lo que significa que el M1 puede realizar ciertas tareas muy rápido, incluido JavaScript, codificación/descodificación, procesamiento de imágenes, cifrado, inteligencia artificial (Apple es muy inteligente) ), incluso emulación x86Esto nos recuerda a las extensiones Intel MMX del pasado, pero con esteroides.

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La energía y la refrigeración siempre han sido una gran limitación en la velocidad a la que puede funcionar un procesador. Solo puede construir chips a una velocidad que sea segura para enfriar y encender. Las cifras preliminares de rendimiento y eficiencia del M1 son las características más loables de Apple. Recuerde, el M1 es esencialmente una versión mejorada del iPhone A14, pero eso es solo el comienzo. No puede competir con las CPU de gama alta en rendimiento, pero aún no lo ha probado. Esta es la primera generación de una línea potencialmente larga de procesadores.

En comparación con otras CPU de bajo consumo, el rendimiento y la eficiencia energética de la M1 son excelentes, que es el mayor beneficio de cambiar las Mac a los chips de Apple.

¿Amor y entusiasmo por Apple?

Como entusiastas de la tecnología, admiramos los equipos de ingeniería de los fabricantes de chips como Intel, AMD, Nvidia y Qualcomm. El hecho de que Apple haya podido unirse a la refriega y crear un equipo de clase mundial que primero pudo superar a Qualcomm y otros fabricantes de dispositivos móviles, y ahora jugar el mismo juego con AMD e Intel, es impresionante.

O una vista menos impresionante…

Al mismo tiempo, esto no es necesariamente tan importante como podría parecer la exageración. Apple no inventó nada nuevo o particularmente novedoso. En términos simples, lo que hizo Apple fue construir una CPU de iPhone reforzada y ponerla en una computadora portátil. Recuerde, Apple ha estado construyendo SoC para iPhone internamente durante más de una década, por lo que no son completamente nuevos en los juegos. Eso no quiere decir que los logros de Apple no sean loables. Para lograr este objetivo, han invertido miles de millones de dólares en investigación y desarrollo, con la esperanza de que este cambio traiga beneficios a largo plazo.

¿Qué pasa con la UMA?

La Arquitectura de memoria unificada, o UMA, es un área en la que Apple tiene el potencial para mejorar significativamente el rendimiento y la eficiencia. UMA significa que la CPU y la GPU trabajan juntas y comparten la misma memoria. En los sistemas tradicionales, la RAM es utilizada por la CPU, y luego la tarjeta gráfica tendrá su propia memoria de video dedicada. Imagina que estás tratando de enviar un mensaje a alguien que te gusta. La forma tradicional de usar la memoria de la CPU y la GPU es como enviar una carta por correo y esperar a que llegue. Este método es lento porque todos los mensajes tienen que pasar por la oficina de correos. Para ayudar a acelerar las cosas, se puede usar una técnica llamada acceso directo a la memoria, o DMA, en la que un dispositivo puede acceder directamente a la memoria de otro dispositivo. Es como si te dieran la llave de su casa y simplemente te detuvieras y enviaras un mensaje. Es más rápido, pero todavía tienes que viajar y entrar en su casa. UMA es el equivalente a mudarse y compartir la misma casa; no es necesario esperar ni ir a ningún lado para enviar un mensaje.

UMA es ideal para aplicaciones de bajo consumo en las que desea la máxima integración para ahorrar espacio y energía. Sin embargo, tiene problemas de rendimiento. Hay una razón por la que las tarjetas gráficas dedicadas de gama alta son muchísimo más rápidas que las gráficas integradas. Solo puede caber tanto en un chip. Otros problemas surgen con la contención de recursos. Si está realizando una tarea intensiva en la GPU que consume mucha memoria, no querrá que bloquee la CPU. Apple hace un gran trabajo al administrar esto para garantizar que el acaparamiento de recursos en un área no derrumbe todo el sistema.

No solo hardware, sino software

Migrar macOS a Arm de forma tan fluida no es tarea fácil. Sabemos que Microsoft ha luchado con esto durante años. Como resultado, Apple portó macOS a Arm para todas las aplicaciones propias, desarrolló una traducción de Rosetta compatible con x86 y trabajó en herramientas de desarrollo para facilitar la transición para todos los desarrolladores que ya invirtieron en el ecosistema Mac.

Apple ha estado usando CPU Intel x86 en su línea de Mac desde 2005. Antes de eso, usaban PowerPC y Motorola incluso antes. Cada cambio en la arquitectura tiene un montón de pros y contras. El mayor problema con el cambio de arquitecturas es que todo el software debe volver a compilarse.

Es como si el sistema operativo hablara inglés y el procesador hablara francés. Tienen que coincidir o nada funcionará. Hacer esto de forma estática es fácil para algunas aplicaciones, pero muy difícil de hacer en todo el ecosistema. Los beneficios de cambiar de estructura incluyen mayor eficiencia, menores costos, mejor rendimiento y más.

x86, Rosetta y compatibilidad

Hemos dicho antes que cambiar a Arm significa un idioma diferente para Mac. Rosetta convierte aplicaciones de x86 a Arm. Puede realizar esta transformación antes de tiempo cuando se instala la aplicación, o en tiempo real mientras se ejecuta la aplicación. Esta no es una tarea fácil dada la complejidad y los requisitos de latencia.

El hecho de que Apple incluso supere al hardware de Intel que ejecuta el mismo código en algunos casos merece un gran aplauso del equipo de Rosetta. Aunque no es perfecto. Algunos programas se ejecutan un 50 % más rápido que el hardware x86 nativo y otros no se ejecutan en absoluto. Pero esto no es el fin del mundo. Rosetta tiene como objetivo facilitar la transición al proporcionar una forma para que los desarrolladores sigan ejecutando aplicaciones x86 antes de transferir su código a Arm.

Apple no reinventó la rueda con el M1, pero más o menos comenzaron a producir sus propias ruedas modificadas personalizadas. Intel y AMD seguirán dominando el mercado de CPU de alto rendimiento en los próximos años, pero Apple no necesariamente se quedará atrás. No puedes hacer esto de la noche a la mañana, por lo que tomará algún tiempo.

A los jugadores de PC no les importará

A corto y mediano plazo, los jugadores, entusiastas y fabricantes de PC no se verán afectados en absoluto. A Apple le tomará un ciclo de lanzamiento o dos más para igualar lo mejor que puede comprar en una computadora de escritorio hoy, pero incluso si lo hacen, el ecosistema de Apple no es un lugar para que vivan los jugadores. Al mismo tiempo, por cada usuario que solo compra Apple, hay al menos un usuario que nunca comprará Apple.

¿Qué han estado haciendo los fabricantes de chips?

Una pregunta bastante típica que vimos el mes pasado fue: ¿Por qué AMD o Intel no hicieron esto o aquello? ¿Cómo pudo Apple idear de repente una nueva forma de integrar la memoria en la CPU y hacerla más eficiente?

Recuerde, el espacio de escritorio se habría estancado durante los últimos cinco años sin AMD. Pero así como AMD ha estado trabajando para construir la arquitectura Zen para cargas de trabajo de escritorio, estaciones de trabajo y servidores, Apple ha estado haciendo lo mismo, pero desde una gama móvil más restringida.

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imagen: lo arreglo

Todavía queda mucho por aprender acerca de hasta dónde puede impulsar Apple el M1, su sucesor y UMA para construir un chip más complejo que pueda escalar para tener más núcleos y memoria.

Cómo se beneficia la industria de las PC

Durante mucho tiempo, los ingenieros han podido optimizar el software para que funcione mejor en un hardware determinado. Dado que Apple ahora está diseñando sus propios procesadores de escritorio, también pueden optimizar el hardware para ejecutar mejor el software.

Esto representa una amenaza real para el ecosistema de PC con Windows, por lo que quedarse no es una opción. Por lo tanto, no nos sorprendería que algunos de los jugadores clave en el espacio: Microsoft, AMD, Intel, Nvidia, HP, Dell, Lenovo, etc., comiencen a colaborar para proporcionar optimizaciones similares en hardware/software para hacer que las PC sean más rápidas. más mejor o más eficiente.

Un excelente ejemplo de esto son las consolas de próxima generación que obtienen un almacenamiento y E/S rápidos gracias al hardware y software estrechamente integrados que permiten esta experiencia. Nvidia se complace en anunciar que las tarjetas gráficas RTX pueden proporcionar un camino hacia una latencia más baja y un almacenamiento más rápido a través de E/S RTX, mientras que un equivalente más directo a Xbox Series X estará disponible como una función de DirectX 12 llamada DirectStorage.

Una característica de la industria del hardware es que altera el statu quo cuando nuevos actores o tecnologías ingresan al mercado. El M1 de Apple hace precisamente eso.

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