Chips Apple M1: Sfântul Graal pentru viziunea Apple

Măr. Știți că o companie a „a făcut-o” și este un gigantic atunci când fie numele devine un verb (cum ar fi Google), fie atunci când numele companiei devine mai popular decât lucrul după care a fost numit, chiar dacă a fost conceput la câteva milenii după fostul. Acesta este Apple.

La o capitalizare de piață care atinge 2 trilioane de dolari, PIB-ul doar a câtorva țări este mai mare decât capitalizarea de piață a companiei. Dacă Apple ar fi o țară, ar fi în top 10 dacă capitalizarea sa de piață ar fi luată ca PIB. Este dificil să vizualizezi numere uriașe, iar evaluarea Apple este modelul pentru asta.

Numerele, evaluarea și valoarea monetară nu sunt niciodată un atribut de sine stătător. De cele mai multe ori, este susținut de un set puternic de lucruri pe care producătorul de bani le oferă lumii, făcând omenirea ca o cursă înainte pentru a duce vieți mai bune. Și Apple, având în vedere cât timp a stat la summit, nu face excepție de la asta.

Viziunea Apple

Nu este o idee că acțiunile vorbesc mai tare decât cuvintele. Să facem un bilanț al produselor Apple cheie care au revoluționat lumea computerelor, câte un produs:

1. iMac (1998): Cu aspectul său proaspăt în formă de ou, a făcut computerele personale „personale”.
2. iPod (2001): Într-o lume în care casetele și CD-urile erau singura modalitate prin care puteai asculta muzică (fără a lua în calcul playerele MP3 micuțe din acea vreme), iPod-ul a venit cu promisiunea că va purta „1000 de melodii în buzunar”.
3. iPhone (2007): Probabil cel mai revoluționar produs din istoria tehnologiei, iPhone a combinat un „Telefon, Dispozitiv de comunicații și un Browser de Internet” într-un singur dispozitiv pe care îl puteți purta în buzunar; liderul noului val tehnologic al smartphone-urilor și al computerului de buzunar.
4. MacBook Air (2008): Acesta a simbolizat plicul galben din care Steve Jobs a scos un laptop complet, unul pe care îl poți transporta într-un moment în care cutiile mari de metal erau numite laptopuri.

Nu este nevoie de mult pentru a cunoaște tiparul de aici, pentru a discerne adevărata stea nordică pe care Apple o păstrează în viziune în timp ce proiectează tehnologie.

Este pentru a reduce amprenta „calculatoarelor” și a le face mai personale, mai accesibile. Calculatoarele pot fi orice. De la o mașină care acoperă o încăpere întreagă, una care stă pe birou, la cea din buzunar sau pe încheietura mâinii.

Așa au ajuns să fie un gigantic cantitativ. Și-au perfecționat priceperea calitativă; an după an, produs după produs.

Design CISC și set de instrucțiuni x86

Calculatoarele funcționează în seturi de instrucțiuni (gândiți-vă la el ca un cod de nivel scăzut), pe care CPU-ul le execută în cicluri. CISC, care este un acronim pentru Complex Instruction Set Computer, este o metodologie de proiectare a CPU care are ca scop combinarea mai multor operații de nivel scăzut, cum ar fi o operație aritmetică, încărcarea din memorie și stocarea în memorie; totul într-o singură instrucțiune pe care CPU-ul o poate executa într-un singur ciclu. x86 este setul de instrucțiuni CPU care este compatibil cu procesoarele Intel care urmează un astfel de design CPU.

Acesta este designul care este foarte popular în lumea laptopurilor și desktop-urilor de decenii și este încă puternic în prezent, atât de mult încât Intel deținea un monopol puternic asupra industriei laptopurilor și desktop-urilor, furnizând cipuri aproape tuturor producătorilor.

Dar, după cum spune istoria, schimbarea este singura constantă și acest cadru, atât din punct de vedere tehnologic, cât și din punct de vedere al afacerilor, a trebuit să se schimbe.

RISC Design și apariția cipurilor ARM

CISC a fost un design foarte revoluționar, dar pune accent pe eficiența instrucțiunilor per program. RISC, (care înseamnă Reduced Instruction Set Computer) pe de altă parte, a subliniat eficiența în cicluri pe instrucțiune. În termeni simpli, CISC a realizat un calcul mai rapid prin adăugarea mai multor tranzistori în hardware-ul CPU (care avea nevoie de energie mai mare pentru a rula), iar RISC a realizat acest lucru pe baza unui software eficient. (cum ar fi compilatoarele sau codul) Acest lucru a necesitat cu siguranță un număr mai mic de tranzistori în hardware, care a consumat mai puțină energie pentru a rula.

Acolo a apărut designul ARM al cipurilor. ARM (acronim pentru Acorn RISC Machine sau denumit mai târziu Advanced RISC Machines) a proiectat cipuri urmând designul RISC. Au existat atunci când designul CISC și cipurile Intel x86 erau acceptate ca normă; dar nu puteau fi un înlocuitor pentru ei. Cipurile ARM nu au avut nicio șansă împotriva cipurilor x86, oricât de promițătoare ar fi fost. Unul dintre inginerii de proiect care lucra la designul ARM a observat într-o zi că cipurile funcționau fără sursa de alimentare conectată. De fapt, era alimentat de scurgeri de la șinele de alimentare care duceau la cipul I/O. Asta arată cât de puțină putere au nevoie de aceste cipuri pentru a rula.

Având în vedere că ARM oferă astfel de beneficii, este firesc ca Intel, cel mai mare single player în cipuri pentru laptop și desktop, să se arunce la ritm și să folosească designul ARM pentru a-și crea propriile cipuri. Dar Intel nu a făcut asta. Dacă ar fi făcut-o, ar trebui să acorde o parte considerabilă din redevențe ARM, la care nu erau gata să renunțe. Prin urmare, au investit în propria lor microarhitectură cu putere redusă; cipurile Atom. Cu toate acestea, având în vedere faptul că linia lor Core merge atât de bine, ei nu au vrut să acorde prioritate liniei Atom față de gama lor Core, care era vaca lor de bani și riscă să o omoare. Așa că cipurile Atom au devenit treptat un lucru din trecut (care ar fi putut deschide calea pentru viitor), Intel dublandu-și gama Core. (adică concentrarea pe ceea ce funcționează în prezent)

ARM în Apple

Având în vedere consumul redus de energie al cipurilor ARM, acest lucru se potrivește perfect cu steaua nordică a Apple: pentru a reduce amprenta de calcul. Dacă un cip folosește mai puțină energie, au nevoie de mai puțină baterie și pot fi mai „de buzunar”. Apple a cumpărat PA Semi și a investit masiv în cercetări ulterioare care au produs procesoare mai rapide, an de an în designul ARM. Apple a început prin a-și folosi siliciul pe toate dispozitivele de calcul cu putere redusă, cum ar fi iPhone-urile, iPod-urile, iPad-urile și Apple Watch. Au făcut acest lucru prin implementarea modelelor SoC, care înseamnă System on Chip. SoC (bazat pe arhitectura ARM) combină toate componentele majore diferite ale unui computer, cum ar fi RAM, I/O, wireless într-un singur cip, reducând blocajele și schimbul costisitor de informații prin conexiuni între aceste componente, dacă nu ar fi fost într-un singur cip . Dar încă nu a fost o alternativă de cip x86 pentru desktop în ceea ce privește performanța și aceasta a fost cea mai mare provocare a lor.

Cu toate acestea, odată cu trecerea timpului, Apple a continuat să-și perfecționeze propriul siliciu bazat pe ARM și, așa cum arată graficul de mai jos, chipul lor A13 Bionic, care a fost folosit în gama iPhone 11, a fost de fapt punctul de cotitură, făcându-l mai puternic decât cel mai puternic Intel. CPU de tip desktop.

Aici a apărut blocajul cipurilor Intel, în loc să fie doar proiecții.

Cipul M1 și apariția computerelor ARM puternice

Apple Silicon, care se baza pe arhitectura ARM și funcționează cu o baterie mică, a început într-adevăr să ofere un calcul mai puternic decât cipul care are nevoie de o sursă de alimentare dedicată de mare putere și de alte sisteme, cum ar fi ventilatoare sau răcire cu lichid pentru a-l răci.

Acest progres fără precedent a făcut ca Apple să facă laptopuri cu propriile cipuri Apple ARM pe o piață de cipuri bazate pe x86; iar în noiembrie 2020, Apple și-a lansat gama de laptopuri cu propriile cipuri bazate pe ARM, pe care le-au numit Apple M1 Chip.

Cu toate acestea, deoarece ARM este o arhitectură complet diferită de cea a x86, software-ul codificat pentru mașinile x86 nu va rula pentru dispozitivele bazate pe ARM. Deci asta înseamnă că Apple a conceput un laptop care nu poate rula nimic din ceea ce este prezent pe piață? Nu chiar. Acolo intră în joc Rosetta de la Apple, mediul lor de traducere. Acționează ca intermediar între software-ul codificat x86 și cipurile M1 bazate pe ARM.

Implicațiile în lumea reală ale acestui lucru sunt cel puțin uimitoare. Deoarece cipul M1 este practic un SoC, majoritatea componentelor cheie precum GPU, Neural Engine și chiar RAM sunt încorporate în cip, reducând consumul de energie și crescând performanța cu acesta. Din timpuri imemoriale, companiile nu puteau să îmbunătățească una decât prin sabotarea pe cealaltă. Performanță crescută a însemnat un consum crescut de energie și o durată de viață mai mică a bateriei; în timp ce creșterea duratei de viață a bateriei însemna performanțe mai mici. M1 a rupt această buclă fiind atât de mult înaintea concurenței.

Lewis Hilsenteger de la Unbox Therapy, un celebru canal tehnologic canadian YouTube, a demonstrat cum ar putea exporta un videoclip editat de pe noul MacBook Air alimentat de cipul M1 în aproape jumătate din timpul necesar pentru un MacBook Pro bazat pe Intel, complet echipat, și Aerul nici măcar nu are ventilatoare pentru a răci cipul! Având în vedere că acest test a fost rulat pe un software care a fost creat pentru mașini x86 și nu M1 bazat pe ARM (mulțumesc, Rosetta), acesta este o nebunie absolută în ceea ce privește performanța ambelor, cipul M1 și Rosetta ca motor de traducere. Ne putem imagina care ar fi performanța și câștigurile bateriei atunci când vedem software care a fost codat pentru cipuri M1 bazate pe ARM.

Acum, aceasta aduce și provocarea minoră cu care s-ar confrunta Apple în timp ce va adopta cipurile M1 în viitor. Și aceasta este: să solicite dezvoltatorilor să dezvolte o versiune a software-ului lor special pentru M1 bazat pe ARM. Având în vedere uriașul Apple, numărul de utilizatori ai desktop-urilor și laptop-urilor Apple și performanța fenomenală a cipurilor M1, nu ar trebui să treacă mult până când dezvoltatorii vor sări din plin, mai ales având în vedere faptul că vine de la o companie renumită pentru vârful de lance. revoluții tehnologice în mod constant. Apple susține că perioada de tranziție este de 2 ani. Până atunci, Rosetta va fi intermediarul între software-ul x86 și M1 bazat pe ARM și, privind performanța acestuia, sunt sigur că nimeni nu se va plânge.

A spune că cipurile M1 vor fi o explozie pentru toți producătorii de laptopuri și pentru Intel ca companie, subestimează inevitabilul. Cu cele două dispozitive tehnologice cheie pe care majoritatea le poartă în prezent (adică laptopuri/desktop-uri și smartphone-uri) care rulează pe aceeași arhitectură CPU (ARM), compatibilitatea încrucișată a aplicațiilor ar fi o realitate și este una cu MacOS Big Sur în care rulează aplicațiile. pe iPad-uri și iPhone-uri pot rula și pe MacBook-uri. M1 este apariția unei mari schimbări în direcția computerelor pentru laptop și desktop, mai mult decât a fost iPhone. Și această consecvență în inovare de către Apple arată că a avea și a rămâne fidel unei viziuni mărețe este atât de important pentru o companie decât să lucreze pentru câștiguri monetare pe termen scurt, concentrându-se pe ceea ce vinde în detrimentul inovației. Intel este un model pentru cei din urmă, concentrându-se pe liniile Core în loc de Atom, microarhitectura lor cu putere redusă. Înălțimile cantitative urmează întotdeauna priceperea calitativă, iar Apple este în avangarda acestei ideologii.