Chip Apple M1 vs.Procesadores Intel x86: ¿Cuál es la diferencia?

Opiniones

22 de junioDakota del Norte, 2020 marcó un hito muy importante para Apple con el anuncio de una nueva línea de CPU de escritorio y móviles personalizadas con la marca “Apple Silicon”. Hasta ese momento e incluso en el momento de escribir este artículo, Apple se ha asociado con Intel para el suministro de CPU para sus productos de escritorio y portátiles como MacBook Pro y Mac Pro. Con el anuncio de esta nueva línea de silicio personalizado, Apple planea hacer la transición de las CPU proporcionadas por Intel a los procesadores que pretende desarrollar y fabricar de forma independiente.



Apple afirma una gran cantidad de mejoras con Apple Silicon - Imagen: Apple

Apple ya ha estado desarrollando y fabricando sus propios microprocesadores personalizados para sus iPhones con tremendo éxito, y no es de extrañar que ahora quiera amplificar ese reconocimiento apuntando al mercado de CPU móviles y de escritorio. Este movimiento se justifica aún más por la total falta de innovación y progreso de Intel últimamente, no solo en sus líneas de CPU de escritorio, sino también en el mercado de CPU de computadora portátil, donde los parámetros como la eficiencia reinan. Intel ha tenido problemas bien documentados con su movimiento dirigido al proceso de fabricación de 10 nm, por lo que todavía están estancados en 14 nm para la mayoría de sus productos por ahora. Esto hace que la transición de Intel al propio Silicon de Apple sea aún más importante para una empresa con una reputación como la de Apple.



Silicona de manzana

Ya hemos cubierto los conceptos básicos de Apple Silicon y lo que significa para Intel en este artículo, pero en el contenido de hoy tenemos una gran cantidad de información nueva sobre Apple Silicon, incluido el primer producto que Apple ha producido oficialmente bajo la marca Apple Silicon. Apple Silicon está destinado básicamente a ser una línea de procesadores sobre los que Apple tiene control total, ya sea en diseño, fabricación, producción, rendimiento, optimización o lo que sea. Apple tiene como objetivo mejorar exponencialmente la experiencia del usuario y el rendimiento de sus productos portátiles y de escritorio con esta línea de CPU, ya que esos productos se han estancado un poco debido a la falta de ganancias de rendimiento significativas por parte de Intel.



Apple Silicon también está adoptando un enfoque completamente diferente para la fabricación de los propios procesadores en comparación con Intel. A diferencia de los procesadores de Intel que se basan en la arquitectura x86, Apple basa sus CPU personalizadas en la arquitectura ARM, que viene con su propia serie de beneficios y desventajas, como se explora más adelante en el artículo. Al combinar la arquitectura ARM con el proceso de fabricación de 5 nm de Apple, Apple tiene como objetivo producir microprocesadores personalizados que superen las ofertas de Intel no solo en rendimiento sino también en eficiencia, que es una de las principales preocupaciones de los productos portátiles como la serie MacBook.



Chip de manzana M1

El primer producto de Apple bajo la marca Apple Silicon llegó el 10 de noviembreth, 2020 llamado Apple M1. Este es un chip personalizado que ha sido desarrollado por Apple basado en la arquitectura ARM y fabricado en el nodo de proceso de 5 nm. Apple M1 promete un rendimiento líder en la industria, funciones potentes y una eficiencia increíble para los usuarios de computadoras portátiles y de escritorio que aprovechan la potencia de este chip. Como sistema en un chip (SoC), el M1 combina una serie de potentes tecnologías en un solo chip en un diseño realmente interesante e innovador que aún no se ha visto antes en Intel o AMD. Sin mencionar que M1 es el primer chip de computadora personal construido con el nodo de proceso de 5 nm.

El Apple M1 es la primera CPU lanzada bajo la marca Apple Silicon - Imagen: Apple

Apple ha hecho una serie de afirmaciones audaces con respecto al rendimiento y la eficiencia proyectados del chip Apple M1. Según Apple, el M1 presenta el núcleo de CPU más rápido del mundo en silicio de bajo consumo, el mejor rendimiento por vatio del mundo, los gráficos integrados más rápidos del mundo en una computadora personal y un rendimiento de aprendizaje automático revolucionario con el motor neuronal de Apple. Apple afirma que el M1 ofrece el mayor salto jamás realizado por Mac.



Productos

Al momento de escribir este artículo, Apple ha lanzado el chip M1 en 3 de sus principales productos de consumo. El Apple Mac Mini, el MacBook Air y el MacBook Pro de 13 ”ahora ofrecen una configuración con el chip Apple M1 en lugar de las ofertas de CPU x86 de Intel que prevalecían antes en estos productos. De hecho, Apple no eliminará abruptamente los productos MacBooks y Mac basados ​​en Intel, sino que estos productos deben coexistir en la misma línea durante al menos dos años. Apple ha planificado un período de transición para sus líneas de productos que actualmente se espera que dure alrededor de 2 años. Al final de ese período de transición, se supone que todos los dispositivos de Apple serán alimentados por procesadores Apple Silicon en lugar de los procesadores x86 de Intel.

El Mac Mini equipado con Apple M1 tiene un precio inicial de 699 dólares, el MacBook Air un precio inicial de 999 dólares y el MacBook Pro un precio inicial de 1299 dólares.

Los primeros 3 productos con el chip Apple M1 en su interior - Imagen: Apple

Arquitectura y diseño centrales

Hasta ahora, un producto Mac o MacBook necesitaba varios chips para ofrecer todas sus funciones. Varios componentes como CPU, memoria, GPU, E / S y componentes de seguridad debían ensamblarse dentro del producto y vincularse entre sí para proporcionar el máximo rendimiento que el producto reclamaba. El chip Apple M1 es un único sistema en un chip (SoC) que combina varios componentes principales en un solo paquete pequeño y ofrece un alto nivel de integración que es vital para una mayor eficiencia y rendimiento. El chip M1 cuenta con la friolera de 16 mil millones de transistores, que es la mayor cantidad de transistores que Apple haya puesto en un solo chip.

La CPU principal dentro del chip M1 contiene 8 núcleos - Imagen: Apple

El M1 está en su corazón, una CPU de 8 núcleos que ha sido diseñada para maximizar tanto el rendimiento como la eficiencia. Por esta razón, cuenta con cuatro núcleos de alto rendimiento y cuatro núcleos de alta eficiencia que permiten que el chip M1 intercambie rendimiento por eficiencia cuando sea necesario. Apple afirma que su núcleo de alto rendimiento es el núcleo de CPU más rápido del mundo cuando se trata de silicio de bajo consumo, por lo que las cargas de trabajo multiproceso deberían ser muy fáciles para estos núcleos. Los núcleos de alta eficiencia utilizan una décima parte de la potencia de los núcleos más rápidos mientras mantienen una línea de base de rendimiento. Estos núcleos ejecutan tareas ligeras y aplicaciones en segundo plano, mientras que los núcleos de alta potencia manejan las cargas de trabajo más exigentes.

En un movimiento nada sorprendente, Apple también ha integrado la GPU dentro del chip M1, lo que le da más peso a la afirmación de Apple de que el M1 es un completo 'Sistema en un Chip'. La GPU integrada del M1 tiene como objetivo lograr un equilibrio entre rendimiento y eficiencia que es vital en productos móviles como el MacBook. La GPU también está compuesta por 8 núcleos y es capaz de ejecutar cerca de 25.000 subprocesos a la vez, según Apple. Apple también afirma que este es el procesador de gráficos más avanzado que jamás hayan construido.

El M1 también cuenta con un motor neuronal de 16 núcleos integrado en el diseño del núcleo del procesador. El motor neuronal aparentemente es capaz de ejecutar 11 billones de operaciones por segundo, lo que puede ser de gran ayuda en aplicaciones de aprendizaje automático e inteligencia artificial. Este motor neuronal, combinado con la excelente GPU integrada del M1, lo convierte en un excelente candidato para la edición y el renderizado en aplicaciones como Final Cut Pro. El nuevo Neural Engine cuenta con un rendimiento de aprendizaje automático hasta 15 veces más rápido que los productos Mac anteriores.

Apple también se ha adelantado y ha unificado la memoria del sistema con el resto de los componentes del chip del M1. La RAM del Mac Mini o MacBook ahora se integrará directamente en el propio chip, por lo que tiene un enlace directo a la CPU y otros componentes dentro del SoC. La UMA pretende unificar la memoria de alto ancho de banda y baja latencia en un solo grupo dentro de un paquete personalizado para que todos los componentes del SoC puedan acceder a los mismos datos sin copiarlos entre varios grupos de memoria. Sin embargo, la RAM integrada tiene un gran inconveniente, ya que el usuario no puede actualizar ni cambiar la RAM.

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Todos los componentes se han integrado estrechamente en un pequeño paquete de SoC - Imagen: Apple

Mejoras sobre los procesadores Intel x86

La decisión de Apple de pasar de Intel a su propia línea de CPU basada en ARM ha sido dictada principalmente por 3 factores principales.

Eficiencia

Basado en el proceso de envejecimiento de 14nm, las CPU Intel en los productos MacBooks y Mac actuales son altamente ineficientes, lo que lleva a problemas de alto consumo de energía y estrangulamiento térmico, especialmente en las computadoras portátiles. Estos problemas han obstaculizado el rendimiento potencial de los productos MacBook y Mac y Apple ciertamente no estaba contento con la falta de innovación de Intel aquí.

Con la introducción del chip M1, Apple afirma un enorme rendimiento 3 veces mayor por vatio en comparación con las CPU de última generación. Esto permite que el SoC dentro de las MacBooks funcione más frío y consuma mucha menos energía en comparación con las CPU basadas en x86 de Intel. La eliminación de cualquier restricción térmica permite que el chip M1 alcance su máximo potencial de rendimiento incluso sin refrigeración activa, como se ve en Mac Mini y MacBook Air.

Hasta 3 veces el rendimiento de la CPU por vatio promete una alta eficiencia - Imagen: Apple

Aún más impresionante que eso es la ahora enormemente mejorada duración de la batería de las nuevas MacBooks basadas en M1. Apple reclama hasta 17 horas de navegación web inalámbrica y 20 horas de reproducción de películas en la MacBook Pro de 13 ”. Estos son números ridículos que parecen ser precisos en lo que respecta a las pruebas iniciales. Esta increíble duración de la batería es un resultado directo de la eficiencia mejorada del chip Apple M1.

Velocidad

El M1 Chip no solo es un campeón cuando se trata de eficiencia, sino también en rendimiento puro. La estructura muy unida del SoC combinada con el diseño de núcleos de alto rendimiento y alta eficiencia proporciona un rendimiento de CPU hasta 2 veces más rápido en comparación con el equivalente de Intel de la generación anterior. Aún más impresionante es el hecho de que lo hace usando solo el 25% de la energía que usó el chip de PC en el mismo escenario. Esto dice mucho sobre el rendimiento y la eficiencia del chip M1 no solo hoy, sino también en el futuro.

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El rendimiento de la CPU ha aumentado exponencialmente en comparación con las MacBooks de última generación - Imagen: Apple

Apple también ha afirmado que la GPU integrada dentro del M1 ofrece un rendimiento gráfico significativamente más alto que el último chip de computadora portátil para PC hasta el doble de velocidad de gráficos. No solo supera o iguala a la contraparte de la PC, sino que también lo hace utilizando solo el 33% de la potencia que utilizó el chip de la PC en el mismo escenario. Con 2,6 teraflops de rendimiento, Apple afirma que el M1 tiene los gráficos integrados más rápidos del mundo en una computadora personal. La eficiencia y el rendimiento como este, combinados con el extenso trabajo de optimización por el que Apple es conocido, pueden hacer que el M1 y los futuros productos Apple Silicon sean extremadamente difíciles de competir con los competidores de PC.

Según Apple, como resultado de todas estas mejoras, el M1 ofrece un rendimiento de la CPU hasta 3,5 veces más rápido, un rendimiento de la GPU hasta 6 veces más rápido y un aprendizaje automático hasta 15 veces más rápido, todo mientras permite una duración de la batería hasta 2 veces más larga que la generación anterior. Macs.

Mejoramiento

Apple es una empresa a la que le gusta tomar el control de todas las facetas del proceso de producción cuando se trata de sus propios productos. Dado que Apple ya tiene su propio sistema operativo, la producción de CPU personalizadas y otros componentes hechos a medida para ese sistema operativo permitirá a Apple optimizar enormemente la experiencia del usuario final. Apple puede ajustar el rendimiento del chip M1 para que coincida con las demandas y expectativas del sistema operativo y sus aplicaciones, mientras que al sistema operativo le resultará mucho más fácil hablar con el chip M1 y sus diversos componentes. Esto permitirá un nivel mucho mayor de granularidad y control que puede conducir a una experiencia mucho mejor de lo que era posible anteriormente con las CPU Intel.

Además de eso, macOS Big Sur está diseñado para aprovechar al máximo toda la capacidad y potencia del chip M1, ya que Apple afirma que es el software más poderoso que se haya ejecutado en su hardware más avanzado hasta el momento. M1 y Big Sur no solo prometen un rendimiento ultrarrápido y funciones como Instant Wake, sino que también brindan un alto nivel de seguridad al dispositivo al bloquear todo en el ecosistema de Apple.

Tomar el control de todo el proceso de producción y desarrollo ha permitido a Apple introducir una serie de tecnologías personalizadas en el chip Apple M1, que incluyen:

  • El último procesador de señal de imagen (ISP) de Apple para videos de mayor calidad con mejor reducción de ruido, mayor rango dinámico y balance de blancos automático mejorado.
  • El último Secure Enclave para la mejor seguridad de su clase.
  • Un controlador de almacenamiento de alto rendimiento con hardware de cifrado AES para un rendimiento SSD más rápido y seguro.
  • Motores de codificación y decodificación de medios de baja potencia y alta eficiencia para un gran rendimiento y una mayor duración de la batería.
  • Un controlador Thunderbolt diseñado por Apple con soporte para USB 4, velocidades de transferencia de hasta 40 Gbps y compatibilidad con más periféricos que nunca.

Estas tecnologías personalizadas se suman a una lista prometedora de funciones personalizadas que Apple está incorporando en sus procesadores Apple Silicon.

Neural Engine se beneficia enormemente de las optimizaciones en el software - Imagen: Apple

Transición

El plan inmediato de Apple después de este anuncio es hacer que esta transición sea lo más fluida y sin complicaciones posible tanto para los desarrolladores como para los usuarios finales. Teniendo esto en cuenta, Apple ha elegido la opción de mantener las Mac basadas en CPU Intel todavía en el mercado, al mismo tiempo que presenta nuevas Mac basadas en Apple Silicon. Esta coexistencia demostrará ser una fuerza impulsora detrás de la transición perfecta que Apple ha planeado. Para fines de este año, podemos esperar que las Mac basadas en Apple Silicon lleguen al mercado, mientras que las Mac basadas en Intel también compartirán el espacio de mercado por el momento. La transición completa tomará aproximadamente dos años si todo sale según lo planeado.

Apple ha tomado las medidas adecuadas en el proceso de trasladar sus aplicaciones existentes al nuevo ecosistema impulsado por el nuevo silicio. Con macOS Big Sur, Apple ha dado a los desarrolladores XCode 12, que tiene herramientas integradas como compiladores nativos, editores y herramientas de depuración. Apple afirma que con esta suite, la mayoría de los desarrolladores podrán trasladar sus aplicaciones a Macs basados ​​en Apple Silicon en cuestión de días. Apple también ha lanzado binarios de aplicaciones Universal 2 que permitirán a los desarrolladores crear una sola aplicación que será compatible tanto con las Mac más nuevas basadas en Apple Silicon como con las Mac más antiguas basadas en Intel. Con la tecnología de transición de Rosetta 2, los usuarios podrán utilizar las aplicaciones existentes que no se han actualizado. Estos programas permitirán la transición de las CPU de Intel a las propias de Apple de la manera más fluida posible.

Futuro

Si bien nadie puede decir con certeza qué depara el futuro para los productos Apple Silicon, las cosas ciertamente parecen ir en la dirección correcta si el comienzo es algo por lo que pasar. Apple ha establecido un punto de apoyo extremadamente fuerte en el espacio de la CPU con el M1 y, aunque puede que no sea un rival directo de las CPU de escritorio más potentes hasta el momento, el rendimiento y la eficiencia que ofrece en este momento no tiene parangón en los productos portátiles actuales. Esto, combinado con la amplia optimización de la que es capaz Apple, hace que el M1 sea una opción sólida para los compradores potenciales en el momento de escribir este artículo.

Sin embargo, todo este ecosistema de Apple Silicon todavía está en su infancia y atraviesa un período de transición. Los compradores potenciales podrían querer dar un paso atrás y analizar un poco la situación antes de tomar una decisión. El primer intento de Apple en su propio silicio personalizado nos ha traído mejoras exponenciales en el rendimiento, la eficiencia y la duración de la batería en comparación con las contrapartes de Intel de última generación, por lo que es seguro asumir que las iteraciones futuras del M1 u otros productos Apple Silicon podrían traer incluso saltos más grandes, y tal vez incluso a un costo menor. Sin mencionar que todo el sistema de transición aún debe resolverse perfectamente, ya que los usuarios han informado algunos errores iniciales con varias aplicaciones profesionales y de consumo. Como profesional, definitivamente debe evitar optar por esta nueva tecnología al menos durante los próximos dos años hasta que se haya completado toda la transición.

A pesar de que el M1 es muy bueno, los profesionales deben esperar a las versiones Mac Pro e iMac de Apple Silicon antes de realizar la transición - Imagen: Apple

Aparentemente, Apple ya está planeando anunciar el Chip M1X, que es una versión mejorada de alto número de núcleos del Apple M1 para el MacBook Pro de 16 pulgadas. Se espera que se anuncien más CPU con mayor número de núcleos más adelante para Desktop iMacs y Mac Pros, por lo que se va a llenar bastante en la alineación con bastante rapidez. Por lo tanto, es una buena idea esperar la ola inicial de productos Apple Silicon y esperar versiones de CPU más maduras en el futuro que se adapten perfectamente a sus necesidades.

Ultimas palabras

Apple ciertamente ha ingresado al mercado de las CPU de escritorio de una manera muy fuerte, trayendo su vasta experiencia en ingeniería desde los iPhones a los productos Apple Silicon basados ​​en ARM. Estas CPU prometen ofrecer mejoras masivas con respecto a la última generación de productos Mac, no solo en rendimiento sino también en eficiencia para maximizar características como la duración de la batería. Utilizando un diseño completamente personalizado, Apple parece haber hecho exactamente eso con el M1, el primer chip de consumo lanzado bajo la marca Apple Silicon.

El M1 es un SoC personalizado desarrollado y fabricado por Apple que combina la CPU, la GPU, la memoria y el motor neuronal en un paquete pequeño para simplificar la comunicación y disminuir la latencia entre los diferentes componentes. El diseño de SoC basado en el proceso de 5 nm ofrece mejoras masivas en eficiencia y rendimiento debido a varios factores que contribuyen en comparación con sus contrapartes de Intel.

Apple ha planificado un período de transición de dos años para que todos sus productos Mac pasen completamente de las CPU Intel a sus propias CPU Apple Silicon. Si bien dentro de ese período, Apple apunta a admitir tanto la versión Intel como las versiones de Apple de las Mac y MacBooks simultáneamente, se supone que el período extendido de soporte y optimización para las Mac basadas en Apple Silicon es más largo. Apple también ha hecho un trabajo asombroso con la optimización de aplicaciones no solo para desarrolladores sino también para consumidores en general con programas como Rosetta 2.

Aún así, es importante tener en cuenta que toda la transición aún se encuentra en sus primeras fases. Todavía hay muchos problemas que resolver en todo este proceso, y saltar sobre las primeras CPU basadas en Apple Silicon es simplemente como prepararse para el 'remordimiento del comprador'. Por lo tanto, al menos para los profesionales que usan sus máquinas Apple para trabajar, es aconsejable esperar a que haya CPUs de Apple más maduras, con un mayor número de núcleos y procesos de producción mejorados antes de realizar el cambio. El programa Apple Silicon llegó para quedarse y parece ser el camino a seguir para todos los productos de Apple a partir de ahora.