Chip Apple M1: il Santo Graal per la visione di Apple

Mela. Sai che un'azienda ce l'ha fatta ed è un colosso quando o il nome diventa un verbo (come Google) o quando il nome dell'azienda diventa più popolare della cosa da cui ha preso il nome, anche se è stato concepito un paio di millenni dopo l'ex. Questa è la mela.

Con una capitalizzazione di mercato che sfiora i 2 trilioni di dollari, il PIL di solo una manciata di paesi è maggiore della capitalizzazione di mercato dell'azienda. Se Apple fosse un paese, sarebbe tra i primi 10 se la sua capitalizzazione di mercato fosse considerata il suo PIL. È difficile visualizzare numeri enormi e la valutazione di Apple ne è l'esempio.

Numeri, valutazione e valore monetario non sono mai un attributo a sé stante. Il più delle volte, è supportato da un forte insieme di cose che il creatore di denaro fornisce al mondo, spingendo l'umanità come una corsa in avanti verso una vita migliore. E Apple, considerando quanto tempo è rimasta in vetta, non fa eccezione.

La visione di Apple

È un gioco da ragazzi che le azioni parlano più delle parole. Facciamo il punto sui principali prodotti Apple che hanno rivoluzionato il mondo informatico, un prodotto alla volta:

1. iMac (1998): con il suo aspetto fresco a forma di uovo, ha reso i personal computer "personali".
2. iPod (2001): In un mondo in cui cassette e CD erano l'unico modo per ascoltare la musica (senza contare i minuscoli lettori MP3 dell'epoca), l'iPod arrivava con la promessa di portare "1000 brani in tasca".
3. iPhone (2007): probabilmente il prodotto più rivoluzionario nella storia della tecnologia, iPhone ha combinato un "telefono, dispositivo di comunicazione e un browser Internet" in un unico dispositivo che puoi portare in tasca; guidando la nuova ondata tecnologica di smartphone e pocket computing.
4. MacBook Air (2008): rappresentava la busta gialla da cui Steve Jobs tirò fuori un laptop completo, uno che puoi effettivamente portare in giro in un'epoca in cui le grandi scatole di metallo erano chiamate laptop.

Non ci vuole molto per conoscere lo schema qui, per discernere la vera stella polare che Apple tiene in vista durante la progettazione della tecnologia.

È ridurre l'ingombro dei "computer" e renderli più personali, più accessibili. I computer possono essere qualsiasi cosa. Da una macchina che copre un'intera stanza, quella che si trova sulla tua scrivania, a quella in tasca o al polso.

Questo è il modo in cui sono diventati un colosso quantitativo. Hanno perfezionato la loro abilità qualitativa; anno dopo anno, prodotto dopo prodotto.

Design CISC e set di istruzioni x86

I computer funzionano in set di istruzioni (pensalo come un codice di basso livello), che la CPU esegue in cicli. CISC, acronimo di Complex Instruction Set Computer, è una metodologia di progettazione della CPU che mira a combinare diverse operazioni di basso livello come un'operazione aritmetica, il caricamento dalla memoria e l'archiviazione in memoria; il tutto in un'unica istruzione che la CPU può eseguire in un unico ciclo. x86 è il set di istruzioni della CPU compatibile con i processori Intel che seguono tale design della CPU.

Questo è il design che è molto popolare nel mondo di laptop e desktop da decenni e sta ancora andando forte in questo momento, tanto che Intel aveva un forte monopolio sull'industria di laptop e desktop, fornendo chip a quasi tutti i produttori.

Ma come vuole la storia, il cambiamento è l'unica costante e questa impostazione, sia dal punto di vista tecnologico che da quello commerciale, ha dovuto cambiare.

RISC Design e l'avvento dei chip ARM

CISC era un progetto molto rivoluzionario, ma enfatizza l'efficienza nelle istruzioni per programma. RISC, (che sta per Reduced Instruction Set Computer), d'altra parte, ha enfatizzato l'efficienza nei cicli per istruzione. In parole povere, CISC ha ottenuto un calcolo più veloce aggiungendo più transistor nell'hardware della CPU (che richiedeva una maggiore energia per funzionare) e RISC lo ha ottenuto sulla base di un software efficiente. (come compilatori o codice) Ciò richiedeva sicuramente un numero inferiore di transistor nell'hardware che consumavano meno energia da cui scappare.

È qui che è entrato in scena il design ARM dei chip. ARM (acronimo di Acorn RISC Machine o successivamente denominato Advanced RISC Machines) ha progettato chip seguendo il design RISC. Erano in circolazione quando il design CISC e i chip Intel x86 venivano accettati come norma; ma non potrebbero essere un sostituto per loro. I chip ARM non avevano alcuna possibilità contro i chip x86, per quanto promettenti fossero. Uno degli ingegneri del progetto che lavorava sui progetti ARM ha notato un giorno che i chip funzionavano senza che l'alimentatore fosse collegato. In realtà era alimentato da una perdita dai binari di alimentazione che portavano al chip I/O. Ciò mostra quanto meno potenza richiedessero questi chip per funzionare.

Con ARM che offre tali vantaggi, è naturale per Intel, il più grande single player nei chip per laptop e desktop, saltare sul carro e utilizzare il design ARM per creare i propri chip. Ma Intel non l'ha fatto. Se lo facessero, avrebbero dovuto cedere una parte considerevole di diritti d'autore ad ARM, a cui non erano pronti a rinunciare. Quindi, hanno investito nella propria microarchitettura a bassa potenza; i chip Atom. Tuttavia, considerando il fatto che la loro formazione Core stava andando così bene, non volevano dare la priorità alla formazione Atom rispetto alla loro formazione Core, che era la loro vacca da mungere e rischiare di ucciderla. Quindi i chip Atom sono diventati lentamente un ricordo del passato (che avrebbe potuto aprire la strada al futuro), con Intel che ha raddoppiato la sua gamma Core. (cioè concentrandosi su ciò che funziona nel presente)

ARM in Apple

Considerando il basso consumo energetico dei chip ARM, questo si adatta perfettamente alla stella polare di Apple: ridurre l'ingombro dell'informatica. Se un chip consuma meno energia, ha bisogno di meno batteria per scaricarsi e può essere più "tascabile". Apple ha acquistato PA Semi e ha investito molto in ulteriori ricerche che hanno prodotto CPU più veloci, anno dopo anno, sul design ARM. Apple ha iniziato utilizzando il suo silicio su tutti i suoi dispositivi di elaborazione a bassa potenza come iPhone, iPod, iPad e Apple Watch. Lo hanno fatto implementando progetti SoC, che sta per System on Chip. SoC (basato su architettura ARM) combina tutti i principali componenti differenti di un computer come RAM, I/O, wireless in un unico chip, riducendo i colli di bottiglia e il costoso scambio di informazioni attraverso le connessioni tra questi componenti, se non fossero stati in un unico chip . Ma non era ancora un'alternativa al chip x86 di livello desktop in termini di prestazioni e quella era la loro sfida più grande.

Tuttavia, col passare del tempo, Apple ha continuato a perfezionare il proprio silicio basato su ARM e, come mostra il grafico sottostante, il loro chip A13 Bionic utilizzato nella gamma di iPhone 11 è stato in realtà il punto di svolta, rendendolo più potente del più potente Intel CPU di livello desktop.

È qui che è venuto alla luce il collo di bottiglia dei chip Intel invece di essere solo proiezioni.

Il chip M1 e l'avvento dei potenti computer ARM

Apple Silicon, che si basava sull'architettura ARM e funzionava con una piccola batteria, iniziò davvero a fornire un calcolo più potente del chip che necessita di un alimentatore dedicato ad alta potenza e di altri sistemi come ventole o raffreddamento a liquido per raffreddarlo.

Questo progresso senza precedenti ha permesso ad Apple di realizzare laptop con i propri chip basati su Apple ARM in un mercato di chip basati su x86; e nel novembre 2020, Apple ha rilasciato le proprie linee di laptop con i propri chip basati su ARM, che hanno chiamato Apple M1 Chip.

Tuttavia, poiché ARM è un'architettura completamente diversa da quella di x86, il software codificato per le macchine x86 non funzionerà per i dispositivi basati su ARM. Quindi questo significa che Apple ha ideato un laptop che non può eseguire nulla di ciò che è presente sul mercato? Non proprio. È qui che entra in gioco Rosetta di Apple, il loro ambiente di traduzione. Funge da intermediario tra il software codificato x86 e i chip M1 basati su ARM.

Le implicazioni nel mondo reale di questo sono a dir poco sbalorditive. Poiché il chip M1 è fondamentalmente un SoC, la maggior parte dei componenti chiave come la GPU, il Neural Engine e persino la RAM sono incorporati nel chip, riducendo il consumo energetico e aumentando le prestazioni con esso. Da tempo immemorabile, le aziende potevano migliorare l'una solo sabotando l'altra. L'aumento delle prestazioni significava un maggiore consumo energetico e una minore durata della batteria; mentre una maggiore durata della batteria significava prestazioni inferiori. La M1 ha rotto quel giro essendo così avanti rispetto alla concorrenza.

Lewis Hilsenteger di Unbox Therapy, un famoso canale tecnologico YouTube canadese, ha dimostrato come potrebbe esportare un video modificato dal nuovo MacBook Air alimentato dal chip M1 in quasi la metà del tempo necessario per un MacBook Pro basato su Intel completamente L'aria non ha nemmeno ventole per raffreddare il chip! Considerando che questo test è stato eseguito su un software realizzato per macchine x86 e non M1 basato su ARM (grazie, Rosetta), questo è un vero disastro in termini di prestazioni di entrambi, il chip M1 e Rosetta come motore di traduzione. Possiamo solo immaginare quali sarebbero le prestazioni e i guadagni della batteria quando vediamo il software che è stato codificato per i chip M1 basati su ARM.

Ora questo porta anche la piccola sfida che Apple dovrebbe affrontare adottando i chip M1 in futuro. E cioè: fare in modo che gli sviluppatori sviluppino su misura una versione del loro software specifica per M1 basato su ARM. Considerando il colosso Apple, il numero di utenti di desktop e laptop Apple e le prestazioni fenomenali dei chip M1, non dovrebbe passare molto tempo prima che gli sviluppatori saltino sul carro, soprattutto considerando il fatto che proviene da un'azienda famosa per essere all'avanguardia costantemente le rivoluzioni tecnologiche. Apple afferma che il periodo di transizione sarà di 2 anni. Fino ad allora, Rosetta sarà l'intermediario tra il software x86 e l'M1 basato su ARM e, guardando le sue prestazioni, sono sicuro che nessuno si lamenterà.

Dire che i chip M1 saranno uno scoppio per tutti i produttori di laptop e Intel come azienda significa sottovalutare l'inevitabile. Con i due dispositivi tecnologici chiave che quasi tutti portano in questo momento (vale a dire laptop/desktop e smartphone) in esecuzione sulla stessa architettura CPU (ARM), la compatibilità incrociata delle app sarebbe una realtà ed è una con MacOS Big Sur in cui le app sono in esecuzione su iPad e iPhone può funzionare anche su MacBook. M1 è l'avvento di un grande cambiamento nella direzione del computer portatile e desktop, più di quanto non lo fosse l'iPhone. E questa coerenza nell'innovazione di Apple mostra come avere e rimanere fedeli a una grande visione sia così importante per un'azienda piuttosto che lavorare per guadagni monetari a breve termine concentrandosi su ciò che vende al posto dell'innovazione. Intel è un esempio per quest'ultimo, poiché si concentra sulle formazioni Core anziché su Atom, la loro microarchitettura a bassa potenza. Le altezze quantitative seguono sempre l'abilità qualitativa e Apple è all'avanguardia di questa ideologia.