Обстоятельный обзор процесора Apple M1: так ли все круто, как все говорят?

30.09.2021

Летом 2020 года на конференции WWDC представители Компании Apple взорвали информационную бомбу. После презентации новой iOS, смартфонов и наушников над головой СЕО Тима Кука загорелся знаменитый слайд One More Thing, который в последнее время не так уж много значит. И тут Тим сообщил, что новые МакБуки впервые отныне будут работать на мобильных SoC-чипах, которые установлены в iPhone и iPad. Причем, они не просто «будут работать», а разорвут в клочья классические десктопные процессоры от Intel. В тот день интернет разделился пополам: пока одна часть зрителей с нетерпением ждали обещанную революцию, другая часть заливалась смехом и говорила, что это невозможно.

К сожалению, первые Макбуки, доехавшие до наших прилавков, особой ясности не внесли. Дело в том, что переход на мобильную архитектуру ― это сомнительное приключение для создателей программного обеспечения, которое сулит множество бессонных ночей, переписанного кода и убитых драконов. В качестве временного решения Apple предложила эмулятор Rosetta, позволяющий запускать «десктопное» ПО на мобильном процессоре. Дескать, вот вам рабочий костыль, ни о чем не переживайте и переписывайте код под M1.

Спустя год ситуация заметно изменилась, нативную поддержку чипа M1 потихоньку внедряют как большие киты уровня Adobe и Presonus, так и рыба помельче. А на горизонте маячит новый улучшенный процессор Apple M1X. На наш взгляд, это самое удачное время подвести итоги, оценить крутость новых МакБуков и перспективы всей затеи. Ну и разобраться, кто был прав в споре Intel против Apple, а кого можно подкалывать в твиттере.

Подробнее о процессоре M1

Итак, M1 ― это однокристальная система все-в-одном, то есть, все элементы системы, включая процессор, оперативную память и USB-контроллеры, распаяны на одном чипе. Он может похвастаться 8 процессорными и 8 графическими ядрами, а также отдельным нейронным блоком для машинного обучения. Имеющиеся ядра могут использоваться в различных комбинациях для обеспечения оптимальной производительности при одновременной экономии ресурса батареи.

Если верить Apple, перед нами первый 5-нанометровый мобильный процессор с 16 млрд транзисторов (Samsung Exynos 9000 c 15.3 млрд транзисторов валяется без сознания). Для сравнения совсем свежие чипы AMD Ryzen Vermeer изготовлены по 7-нм техпроцессу, а Intel со своими 14-нм безнадежно застряла в прошлом. Собственно, именно поэтому Apple и прекратила сотрудничество с ними.

M1 установлен в MacBook Air, MacBook Pro и десктопном Mac Mini, которые презентовали в 2020-м году. Чтобы не рубить канаты в продажу также выпустили классические ноутбуки с процессорами Intel Core i5 и Core i7.

Чем хорош Apple M1?

Для начала давайте вспомним, в чем именно должна была проявиться революция Apple. Во-первых, Apple обещала что даже самый простой MacAir будет выходить из сна быстрее, чем владелец открывает крышку. И они не лукавили. Видосы с крышками заполонили YouTube чуть ли не в первый же день продажи новых Маков. Это и понятно, ведь до честных тестов на производительность еще было далеко.

Вторая прелесть ноутбуков с процессором M1 заключается в его энергоэффективности. По заявлению инженеров компании мобильный чип нуждается в гораздо меньшем количестве энергии и при этом он практически не греется. Спустя год самых разных тестов мы можем сказать, что это верно на 90%. К примеру, Macbook Air оказалась не нужна классическая система охлаждения. Хватило небольшой металлической пластины для пассивного охлаждения.

При этом в синтетических тестах он обходил вроде как более мощные и горячие Core i7. А вот настольный MacMini при сильной нагрузке порой притормаживал коней, чтобы немного охладиться. Видимо, это связано с конструкционными особенностями корпуса Mac Mini. Многие эксперты сходятся во мнении, что таким образом Apple поберегла экран компьютера, который мог быстрее выйти из строя из-за соседства с нагретым процессором.

Приятным побочным эффектом улучшенной энергоэффективности стало увеличенное время автономной работы. Если среднестатистический MacBook Air работает от батареи не больше 12 часов, M1 может растянуть это время до 18 часов. Особенно наглядная разница проявляется в режиме просмотра видео. MacBook Air на M1 разряжается за 15.5 часов, а его предшественник — за 9. Для людей, которые живут в режиме «офис-коворкинг-деловая встреча» мощный и в то же время долгоиграющий ноутбук может стать панацеей.

Синтетические тесты производительности

Перед тем, как переходить к тестам производительности, давайте вспомним, что год назад обещали ребята из Apple. А обещали они, что MacOS Big Sur на чипе M1 работает в 2 раза шустрее, чем на ноутбуке с Intel, а по производительности он в почти в 4 раза превосходит Core i5, который стоял «в 90% самых популярных ноутбуков 2020 года».

Спустя год у нас наконец-то появились более-менее честные инструменты, чтобы проверить слова представителей компании. Начнем с синтетического бенчмарка GeekBench, который одним из первых адаптировал свои тесты производительности под новые чипы Apple. Собственное, именно из-за них и началась шумиха: люди увидели, что казуальный ультрабук MacBook Air в тестах одноядерной мощности находится выше десктопов iMac с процессорами Intel Core i9-10910 и Core i7-10700K и начали прикидывать, сколько чемоданов Apple занесла создателям этого бенчмарка.

Спустя год картина практически не изменилась ― при работе в одно ядро M1 тотально доминирует над процессорами Intel. В многоядерном забеге ситуация меняется: M1 физически не может тягаться с 28- или 24-ядерными многоядерными монстрами Intel Xeon, которые установлены в Mac Pro 2019 года выпуска. Таблица показывает, что реальным конкурентом мобильного процессора от Apple является Intel Core i7-10700K, за который в магазинах просят порядка $400. В многоядерном тесте он набирает 8108 баллов, в то время, как у 8-ядерного M1, который установлен в iMac 2020 ― 7418 балла. С этой точки зрения M1 уже не кажется таким всесильным, но тут нужно принимать во внимание куда более высокую стоимость продукции с чипами Intel.

Другой популярный бенчмарк PassMark в конце марта 2021 года обновил возможности кроссплатформенного тестирования, позволив сравнить производительность мобильных и десктопных чипов в одинаковых тестах. Согласно этому тесту в одноядерном забеге процессор от Apple снова впереди планеты всей. Обогнать не получилось лишь флагманский Core i9-11900K из Intel Rocket Lake-S.

Обновление: ну а в сентябрьском тесте, который вышел параллельно работе над этим текстом, 8-ядерный M1 вырвался на первое место, набрав 3778 баллов, и слегка обогнав новенькие Core i9 и Ryzen 9.

Впрочем, на одном ядре никто сейчас не работает, поэтому куда интереснее узнать результаты тестов в многопоточном режиме. А там чип от Apple M1 расположился между 6-ядерным Ryzen 3600 на архитектуре Zen 2, и 6-ядерным Core i7-10750 из семейства Coffee Lake Refresh. Результаты отличные, но доминирование M1 уже не столь очевидно. Впрочем, это было ожидаемо.

Реальные тесты

Переходя к реальным тестам важно сделать уточнение, что софт под M1 активно допиливается прямо сейчас, когда пишутся эти строки. При этом свежие апдейты некоторых приложений далеко не всегда ускоряют работу устройства. Особенно часто на это жаловались в его первые полгода существования. Поэтому в кои-то веки синтетические бенчмарки, которые на полную используют возможности M1, рисуют даже более правдоподобную картину, чем сама реальность. Однако, кое-какие выводы можно сделать уже сейчас.

К примеру, компания Adobe только к концу лета 2021 года завершила все глобальные обновления, представив адаптированные под ARM версии приложений Lightroom, Illustrator и InDesign. И сразу же после апдейта спецы из Adobe подтвердили слова Тима Кука о производительности M1: нативные приложения на мобильном процессоре работают почти вдвое быстрее, нежели предыдущие версии на процессорах Intel. Вот общие результаты их июльских тестов, которые уже говорят о многом.

Едем дальше. В приложениях, оптимизированных для Apple Silicone, в полной мере задействуются все дополнительные умения M1 ― декодирование видео, ускорение алгоритмов ИИ, шифрование и другое. Это позволяет в том числе очень быстро обрабатывать видео 4K в Final Cut X (разумеется, только если оно в подходящем формате). При экспорте 8K ролика в Final Cut Pro M1 переиграл и уничтожил прошлогодний MacBook Pro 13 на Intel, но в то же время уступил прошлогодним MacBook Pro и настольному Mac.

А вот результаты рендер-тестов от DPReview. Ради интереса они сравнили iMac на M1 с MacBook Pro на базе Core i7 и в Final Cut, и в Premiere Pro. Для пущего интереса в котел сравнения добавили флагманский ноутбук Razer Blade 15 Advanced с процессором Core i7-10875H и видеокартой Nvidia RTX 3080. Как видим, все данные из синтетических бенчмарков и других тестов плюс-минус совпадают: девайсы на M1 в зависимости от задачи оказываются в полтора-два раза быстрее собратьев на базе Intel.

Еще одним интересным тестом, демонстрирующим разницу между M1 и Intel Core, стало измерение скорости распаковки архивов. Как видим, в зависимости от модели процессора старые MacBook и iMac показали тоже отставание от M1 в 1.5 – 2 раза.

Интересно было погонять M1 в сфере работы с аудио, так как мы слышали много комплиментов в его адрес со стороны звукоинженеров и продюсеров. Studio One от Presonus стала одной из первых цифровых радиостанцией с нативной поддержкой M1, поэтому тесты проводились именно в ней. А мерилом стал хорошо известный многим виртуальный синтезатор U-He Diva, который ставит на колени далеко не самые слабые компьютеры. В наших замерах MacBook Air с процессором M1 на борту смог запустить 36 инстанций этого синтезатора, в то время, как MacBook Air с 6-ядерным Core i7 заглох на 22 версиях. После этого нам пришлось увеличивать аудиобуфер до 512 сэмплов. M1 все это время работал с буфером 64 сэмпла.

Светлое будущее наконец-то наступило?

Несмотря на всю крутость и перспективность SoC от Apple, нельзя обойти и минусы. На наш взгляд главной ложкой дегтя в этой бочке является сама природа процессора все-в-одном. Распаянная на подложке ОЗУ ограничивает как возможности выбора нужного объема, так и дальнейшие перспективы апгрейда. На презентации Apple анонсировала ноутбуки и ПК лишь на 8 или 16 ГБ оперативки, а подобные объемы вряд ли подойдут владельцам серьезных рабочих станций. А докинуть дополнительную планку в свободный слот в этом случае не получится. Надеемся, что в моделях 2021 года гигант из Купертино представит больший простор для маневра.

Также на M1 пока что нельзя запустить ОС Windows и они не поддерживают работу с внешними видеокартами.

Будущее SoC-систем и Apple M2

Значит ли все сказанное, что в будущем люди будут поголовно ходить с легкими, мощными и бесшумными МакБуками? Это вряд ли. Тут важно понимать контекст. Сейчас Apple выигрывает у AMD и, особенно, Intel за счет новизны техпроцесса, увеличенного объема транзисторов и небольших хитростей с архитектурой. И пока не совсем понятно, будет ли это начало затяжной войны или Apple после пары титульных боев сразу заберет себе чемпионство? С одной стороны AMD с Intel могут попробовать расчехлить все орудия и ни в чем себя не сдерживать. С другой стороны M1 был лишь пробой пера и кто знает, каким получится грядущий M1X или M2. Поэтому большинство пользователей пока не спешат пересаживаться на новые Маки. Одни ждут падения цен, другие сомневаются, стоит ли переносить всю работу на новую платформу, ну а третьи запаслись попкорном и болеют за хорошую драку.