Chips Apple M1: el Santo Grial de la visión de Apple

Manzana. Sabes que una empresa "lo logró" y es un gigante cuando el nombre se convierte en un verbo (como Google) o cuando el nombre de la empresa se vuelve más popular que la cosa que le da nombre, incluso si se concibió un par de milenios después. el primero Eso es Apple.

Con una capitalización de mercado que alcanza los 2 billones de dólares, el PIB de solo un puñado de países es mayor que la capitalización de mercado de la empresa. Si Apple fuera un país, estaría entre los 10 primeros si su capitalización de mercado se tomara como su PIB. Es difícil visualizar números descomunales y la valoración de Apple es el modelo para eso.

Los números, la valoración y el valor monetario nunca son un atributo independiente. La mayoría de las veces, está respaldado por un sólido conjunto de cosas que el generador de dinero proporciona al mundo, impulsando a la humanidad como una carrera hacia adelante para llevar una vida mejor. Y Apple, considerando cuánto tiempo se ha mantenido en la cumbre, no es una excepción a esto.

La visión de Apple

Es obvio que las acciones hablan más que las palabras. Hagamos un balance de los productos clave de Apple que revolucionaron el mundo de la computación, un producto a la vez:

1. iMac (1998): con su apariencia fresca en forma de huevo, hizo que las computadoras personales fueran 'personales'.
2. iPod (2001): en un mundo en el que los casetes y los CD eran la única forma de escuchar música (sin contar los insignificantes reproductores de MP3 de esa época), el iPod llegó con la promesa de llevar '1000 canciones en el bolsillo'.
3. iPhone (2007): posiblemente el producto más revolucionario en la historia de la tecnología, el iPhone combinó un 'teléfono, un dispositivo de comunicaciones y un navegador de Internet' en un solo dispositivo que puede llevar en el bolsillo; encabezando la nueva ola tecnológica de los teléfonos inteligentes y la informática de bolsillo.
4. MacBook Air (2008): Iconizaba el sobre amarillo del que Steve Jobs sacó un portátil completo, uno que realmente puedes llevar contigo en una época en la que las grandes cajas de metal se llamaban portátiles.

No se necesita mucho para conocer el patrón aquí, para discernir la verdadera estrella del norte que Apple mantiene en la visión mientras diseña tecnología.

Es para reducir la huella de las 'computadoras' y hacerlas más personales, más accesibles. Las computadoras pueden ser cualquier cosa. Desde una máquina que cubre toda una habitación, una que se sienta en su escritorio, hasta una en su bolsillo o en su muñeca.

Así lograron ser un gigante cuantitativo. Perfeccionaron su destreza cualitativa; año tras año, producto tras producto.

Diseño CISC y conjunto de instrucciones x86

Las computadoras funcionan en conjuntos de instrucciones (piense en ello como un código de bajo nivel), que la CPU ejecuta en ciclos. CISC, que es un acrónimo de Complex Instruction Set Computer, es una metodología de diseño de CPU que tiene como objetivo combinar varias operaciones de bajo nivel, como una operación aritmética, cargar desde la memoria y almacenar en la memoria; todo en una sola instrucción que la CPU puede ejecutar en un solo ciclo. x86 es el conjunto de instrucciones de la CPU que es compatible con los procesadores Intel que siguen dicho diseño de CPU.

Este es el diseño que es muy popular en el mundo de las computadoras portátiles y de escritorio desde hace décadas y todavía se está fortaleciendo en este momento, tanto que Intel tenía un fuerte monopolio sobre la industria de las computadoras portátiles y de escritorio, suministrando chips a casi todos los fabricantes.

Pero como dice la historia, el cambio es la única constante y este escenario, tanto desde el punto de vista tecnológico como empresarial, tenía que cambiar.

Diseño RISC y la llegada de los chips ARM

CISC fue un diseño muy revolucionario, pero enfatiza la eficiencia en las instrucciones por programa. RISC, (que significa Computadora de conjunto de instrucciones reducido), por otro lado, enfatizó la eficiencia en ciclos por instrucción. En términos sencillos, CISC logró un cómputo más rápido al agregar más transistores en el hardware de la CPU (que necesitaba más energía para funcionar) y RISC lo logró basándose en un software eficiente. (como compiladores o código) Esto definitivamente requirió menos cantidad de transistores en el hardware que usó menos energía para escapar.

Ahí es donde el diseño ARM de chips entró en escena. ARM (acrónimo de Acorn RISC Machine o más tarde denominado Advanced RISC Machines) diseñó chips siguiendo el diseño RISC. Existían cuando el diseño CISC y los chips Intel x86 se aceptaban como norma; pero no podían ser un reemplazo para ellos. Los chips ARM no tenían ninguna posibilidad contra los chips x86, por muy prometedores que fueran. Uno de los ingenieros del proyecto que trabajaba en los diseños de ARM notó un día que los chips estaban funcionando sin su fuente de alimentación conectada. En realidad, estaba siendo alimentado por una fuga de los rieles de alimentación que conducían al chip de E/S. Eso muestra cuán menos energía necesitaban estos chips para funcionar.

Con ARM ofreciendo tales beneficios, es natural que Intel, el jugador individual más grande en chips para computadoras portátiles y de escritorio, se suba al carro y utilice el diseño ARM para fabricar sus propios chips. Pero Intel no hizo eso. Si lo hicieran, tendrían que dar una parte considerable de las regalías a ARM, a lo que no estaban dispuestos a renunciar. Por lo tanto, invirtieron en su propia microarquitectura de baja potencia; los chips atómicos. Sin embargo, considerando el hecho de que su alineación Core estaba funcionando tan bien, no querían priorizar la alineación Atom sobre su alineación Core, que era su fuente de ingresos y arriesgarse a matarla. Entonces, los chips Atom se convirtieron lentamente en una cosa del pasado (lo que podría haber allanado el camino para el futuro), con Intel duplicando su línea Core. (es decir, centrarse en lo que funciona en el presente)

BRAZO en Apple

Teniendo en cuenta el bajo consumo de energía de los chips ARM, esto encaja perfectamente con la estrella polar de Apple: reducir el espacio físico de la informática. Si un chip usa menos energía, necesita menos batería para funcionar y puede ser más 'de bolsillo'. Apple compró PA Semi e invirtió mucho en investigaciones adicionales que produjeron CPU más rápidas, año tras año en el diseño ARM. Apple comenzó usando su silicio en todos sus dispositivos informáticos de baja potencia, como iPhones, iPods, iPads y Apple Watch. Hicieron esto implementando diseños SoC, que significa System on Chip. SoC (basado en la arquitectura ARM) combina todos los componentes principales de una computadora, como RAM, E/S, conexión inalámbrica en un solo chip, lo que reduce los cuellos de botella y el costoso intercambio de información a través de conexiones entre estos componentes, si no estuvieran en un solo chip. . Pero todavía no era una alternativa de chip x86 de grado de escritorio en términos de rendimiento y ese era su mayor desafío.

Sin embargo, con el tiempo, Apple siguió perfeccionando su propio silicio basado en ARM y, como muestra el gráfico a continuación, su chip A13 Bionic que se usó en la línea de iPhone 11 fue en realidad el punto de inflexión, haciéndolo más poderoso que el Intel más poderoso. CPU de escritorio.

Aquí es donde salió a la luz el cuello de botella de los chips Intel en lugar de ser solo proyecciones.

El chip M1 y el advenimiento de las poderosas computadoras ARM

Apple Silicon, que se basaba en la arquitectura ARM y funcionaba con una batería pequeña, realmente comenzó a proporcionar un cálculo más potente que el chip que necesita una fuente de alimentación de alto vataje dedicada y otros sistemas como ventiladores o refrigeración líquida para enfriarlo.

Este progreso sin precedentes abrió el camino para que Apple fabricara computadoras portátiles con sus propios chips basados ​​en ARM de Apple en un mercado de chips basados ​​en x86; y en noviembre de 2020, Apple lanzó sus líneas de computadoras portátiles con sus propios chips basados ​​en ARM, a los que llamaron Apple M1 Chip.

Sin embargo, como ARM es una arquitectura completamente diferente a la de x86, el software codificado para máquinas x86 no se ejecutará en dispositivos basados ​​en ARM. Entonces, ¿significa esto que Apple ideó una computadora portátil que no puede ejecutar nada de lo que está presente en el mercado? No exactamente. Ahí es donde entra en juego Rosetta de Apple, su entorno de traducción. Actúa como intermediario entre el software codificado x86 y los chips M1 basados ​​en ARM.

Las implicaciones en el mundo real de esto son impresionantes, por decir lo menos. Como el chip M1 es básicamente un SoC, la mayoría de los componentes clave, como la GPU, el Neural Engine e incluso la RAM, están integrados en el chip, lo que reduce el consumo de energía y aumenta el rendimiento. Desde tiempos inmemoriales, las empresas solo podían mejorar uno saboteando al otro. Un mayor rendimiento significó un mayor consumo de energía y una menor duración de la batería; mientras que una mayor duración de la batería significaba un menor rendimiento. El M1 rompió ese ciclo al estar tan por delante de la competencia.

Lewis Hilsenteger de Unbox Therapy, un famoso canal de tecnología canadiense de YouTube, demostró cómo podía exportar un video editado desde el nuevo MacBook Air con el chip M1 en casi la mitad del tiempo que toma un MacBook Pro basado en Intel con todas las especificaciones, y el ¡El aire ni siquiera tiene ventiladores para enfriar el chip! Teniendo en cuenta que esta prueba se ejecutó en un software creado para máquinas x86 y no para M1 basado en ARM (gracias, Rosetta), esto es absolutamente loco en términos de rendimiento tanto del chip M1 como de Rosetta como motor de traducción. Solo podemos imaginar cuál sería el rendimiento y las ganancias de la batería cuando vemos software que ha sido codificado para chips M1 basados ​​en ARM.

Ahora, esto también trae el desafío menor que Apple enfrentaría al adoptar los chips M1 en el futuro. Y eso es: hacer que los desarrolladores desarrollen una versión personalizada de su software específicamente para M1 basado en ARM. Teniendo en cuenta el gigante que es Apple, la cantidad de usuarios de computadoras de escritorio y portátiles de Apple y el rendimiento fenomenal de los chips M1, no debería pasar mucho tiempo antes de que los desarrolladores se suban al carro, especialmente considerando el hecho de que proviene de una compañía famosa por encabezar revoluciones tecnológicas constantemente. Apple afirma que el período de transición es de 2 años. Hasta entonces, Rosetta será el intermediario entre el software x86 y el M1 basado en ARM y mirando su rendimiento, estoy seguro de que nadie se quejará.

Decir que los chips M1 serán un éxito para todos los fabricantes de portátiles e Intel como empresa es subestimar lo inevitable. Con los dos dispositivos tecnológicos clave que casi todo el mundo lleva en este momento (a saber, computadoras portátiles/de escritorio y teléfonos inteligentes) que se ejecutan en la misma arquitectura de CPU (ARM), la compatibilidad cruzada de las aplicaciones sería una realidad y es una con MacOS Big Sur donde las aplicaciones se ejecutan en iPads y iPhones también se puede ejecutar en MacBooks. M1 es el advenimiento de un gran cambio en la dirección de la computadora portátil y de escritorio, más que el iPhone. Y esta consistencia en la innovación de Apple muestra cómo tener y mantenerse fiel a una gran visión es tan importante para una empresa que trabajar para obtener ganancias monetarias a corto plazo centrándose en lo que vende por encima de la innovación. Intel es un modelo para este último, ya que se centra en las alineaciones Core en lugar de Atom, su microarquitectura de bajo consumo. Las alturas cuantitativas siempre siguen a la destreza cualitativa, y Apple está a la vanguardia de esta ideología.