Apple M1 Chips: Apple'ın Vizyonu için Kutsal Kase

Elma. Bir şirketin 'başardığını' ve ad bir fiil olduğunda (Google gibi) veya şirketin adı, birkaç bin yıl sonra tasarlanmış olsa bile, adının verildiği şeyden daha popüler hale geldiğinde bir dev olduğunu bilirsiniz. eski. Bu Apple.

2 Trilyon Dolara ulaşan bir piyasa değerinde, sadece birkaç ülkenin GSYİH'si şirketin piyasa değerinden daha büyük. Apple bir ülke olsaydı, piyasa değeri GSYİH olarak alınsaydı ilk 10'da olurdu. Muazzam sayıları görselleştirmek zordur ve Apple'ın değerlemesi bunun en iyi örneğidir.

Sayılar, değerleme ve parasal değer asla tek başına bir nitelik değildir. Çoğu zaman, para yapıcının dünyaya sağladığı ve insanlığı daha iyi yaşamlar sürmeye doğru bir yarış olarak ilerlettiği bir dizi güçlü şey tarafından desteklenir. Ve Apple, zirvede ne kadar kaldığını düşünürsek, bunun bir istisnası yok.

Apple'ın Vizyonu

Eylemlerin kelimelerden daha yüksek sesle konuşması hiç akıllıca değil. Bilgisayar dünyasında devrim yaratan önemli Apple ürünlerini teker teker ele alalım:

1. iMac (1998): Taze yumurta şeklindeki görünümüyle kişisel bilgisayarları 'kişisel' hale getirdi.
2. iPod (2001): Müzik dinlemenin tek yolunun kaset ve CD olduğu bir dünyada (o zamanın cılız MP3 çalarlarını saymazsak), iPod 'cebinizde 1000 şarkı' taşıma vaadiyle geldi.
3. iPhone (2007): Teknoloji tarihindeki tartışmasız en devrimsel ürün olan iPhone, bir 'Telefon, İletişim Cihazı ve İnternet Tarayıcısını' cebinizde taşıyabileceğiniz tek bir cihazda birleştirdi; akıllı telefonların ve cep bilgisayarlarının yeni teknolojik dalgasına öncülük ediyor.
4. MacBook Air (2008): Bu, Steve Jobs'un tam bir dizüstü bilgisayarı çıkardığı sarı zarfı simgeliyordu, büyük metal kutuların dizüstü bilgisayar olarak adlandırıldığı bir zamanda aslında yanınızda taşıyabilirsiniz.

Buradaki deseni bilmek, Apple'ın teknoloji tasarlarken vizyonda tuttuğu gerçek kuzey yıldızını ayırt etmek çok fazla zaman almıyor.

'Bilgisayarların' ayak izini azaltmak ve onları daha kişisel, daha erişilebilir kılmaktır. Bilgisayarlar her şey olabilir. Tüm odayı kaplayan bir makineden, masanızın üzerinde duran, cebinizdeki veya bileğinizdeki makineye kadar.

Böylece niceliksel bir dev olmayı başardılar. Niteliksel hünerlerini mükemmelleştirdiler; yıldan yıla, ürün üstüne ürün.

CISC Tasarım ve x86 Komut Seti

Bilgisayarlar, CPU'nun döngüler halinde yürüttüğü komut setlerinde (bunu düşük seviyeli kod olarak düşünün) çalışır. Karmaşık Komut Seti Bilgisayarının kısaltması olan CISC, aritmetik işlem, bellekten yükleme ve bellekte depolama gibi birkaç düşük seviyeli işlemi birleştirmeyi amaçlayan bir CPU tasarım metodolojisidir; hepsi CPU'nun tek bir döngüde yürütebileceği tek bir talimatta. x86, bu tür CPU tasarımını takip eden Intel işlemcilerle uyumlu CPU komut setidir.

Bu, dizüstü bilgisayar ve masaüstü dünyasında onlarca yıldan beri oldukça popüler olan tasarımdır ve şu anda hala güçlü bir şekilde devam etmektedir, o kadar ki Intel, dizüstü bilgisayar ve masaüstü endüstrisi üzerinde güçlü bir tekele sahipti ve neredeyse tüm üreticilere çip tedarik etti.

Ancak tarihin belirttiği gibi, değişmeyen tek şey değişimdir ve hem teknolojik hem de iş açısından bu ayarın değişmesi gerekiyordu.

RISC Tasarımı ve ARM Chips'in ortaya çıkışı

CISC çok devrim niteliğinde bir tasarımdı, ancak program başına talimatlarda verimliliği vurgular. RISC (Azaltılmış Komut Setli Bilgisayar anlamına gelir) ise komut başına döngülerdeki verimliliği vurguladı. Layman'ın terimleriyle, CISC CPU donanımına daha fazla transistör ekleyerek (çalışmak için daha yüksek enerjiye ihtiyaç duyan) daha hızlı hesaplama elde etti ve RISC bunu verimli yazılıma dayanarak başardı. (derleyiciler veya kodlar gibi) Bu, donanımda kaçmak için daha az enerji kullanan kesinlikle daha az sayıda transistör gerektiriyordu.

İşte burada ARM çip tasarımı devreye girdi. ARM (Acorn RISC Machine'in kısaltması veya daha sonra Advanced RISC Machines olarak adlandırılır), RISC tasarımını izleyen çipler tasarladı. CISC tasarımı ve Intel x86 yongaları norm olarak kabul edilirken bunlar vardı; ama onların yerini alamazlardı. ARM çiplerinin x86 çiplerine karşı hiçbir şansı yoktu, ancak umut vericiydiler. ARM tasarımları üzerinde çalışan proje mühendislerinden biri, bir gün çiplerin güç kaynağı bağlı olmadan çalıştığını fark etti. Aslında, G/Ç yongasına giden güç raylarından gelen sızıntıyla güç alıyordu. Bu, bu çiplerin çalışması için ne kadar az güce ihtiyaç duyduğunu gösterir.

ARM bu tür avantajlar sunarken, dizüstü ve masaüstü yongalarında en büyük tek oyuncu olan Intel'in çoğunluğa atlaması ve kendi yongalarını yapmak için ARM tasarımını kullanması doğaldır. Ama Intel bunu yapmadı. Yapsalardı, ARM'ye vazgeçmeye hazır olmadıkları oldukça büyük bir telif ücreti vermek zorunda kalacaklardı. Bu nedenle, kendi düşük güçlü mikro mimarilerine yatırım yaptılar; Atom çipleri. Bununla birlikte, Çekirdek dizilişlerinin çok iyi gittiği gerçeğini göz önünde bulundurarak, Atom dizisini, nakit inekleri olan ve onu öldürme riski olan Core dizilişi üzerinde önceliklendirmek istemediler. Böylece Atom çipleri yavaş yavaş geçmişte kaldı (gelecek için bir yol açabilirdi), Intel Core serisini ikiye katladı. (yani şu anda neyin işe yaradığına odaklanmak)

Apple'da ARM

ARM çiplerinin düşük güç kullanımı göz önüne alındığında, bu, Apple'ın kuzey yıldızı ile mükemmel bir uyum içindedir: bilgisayar ayak izini azaltmak. Bir çip daha az güç kullanıyorsa, pilin bitmesi için daha az ihtiyaç duyar ve daha 'cebe sığabilir' olabilir. Apple, PA Semi'yi satın aldı ve her yıl ARM tasarımında daha hızlı CPU'lar üreten daha fazla araştırmaya büyük yatırım yaptı. Apple, silikonlarını iPhone'lar, iPod'lar, iPad'ler ve Apple Watch gibi tüm düşük güçlü-düşük bilgi işlem cihazlarında kullanmaya başladı. Bunu, System on Chip anlamına gelen SoC tasarımlarını uygulayarak yaptılar. SoC (ARM mimarisine dayalı), bir bilgisayarın RAM, G/Ç, kablosuz gibi tüm önemli farklı bileşenlerini tek bir çipte birleştirerek darboğazları ve bu bileşenler arasındaki bağlantılar yoluyla pahalı bilgi alışverişini azaltır, tek bir çipte olmasalardı . Ancak yine de performans açısından masaüstü sınıfı bir x86 çip alternatifi değildi ve bu onların en büyük zorluğuydu.

Ancak zaman geçtikçe, Apple kendi ARM tabanlı silikonlarını mükemmelleştirmeye devam etti ve aşağıdaki grafikte gösterildiği gibi, iPhone 11 serisinde kullanılan A13 Bionic Chip'leri aslında dönüm noktasıydı ve onu en güçlü Intel'den daha güçlü hale getirdi. masaüstü sınıfı CPU.

Intel çiplerinin darboğazı, yalnızca birer projeksiyon olmaktan çıkıp burada ortaya çıktı.

M1 Çipi ve Güçlü ARM Bilgisayarlarının Gelişi

ARM mimarisine dayanan ve küçük bir pille çalışan Apple Silicon, kendisini soğutmak için özel bir yüksek watt güç kaynağına ve fanlar veya sıvı soğutma gibi diğer sistemlere ihtiyaç duyan çipten gerçekten daha güçlü bir hesaplama sağlamaya başladı.

Bu benzeri görülmemiş ilerleme, Apple'ın x86 tabanlı yonga pazarında kendi Apple ARM tabanlı yongalarına sahip dizüstü bilgisayarlar yapmasının yolunu açtı; ve Kasım 2020'de Apple, Apple M1 Chip olarak adlandırdıkları kendi ARM tabanlı çipleriyle dizüstü bilgisayar serilerini piyasaya sürdü.

Ancak ARM, x86'dan tamamen farklı bir mimari olduğundan, x86 makineleri için kodlanmış yazılımlar ARM tabanlı cihazlar için çalışmayacaktır. Bu, Apple'ın piyasada mevcut olan hiçbir şeyi çalıştıramayan bir dizüstü bilgisayar tasarladığı anlamına mı geliyor? Pek değil. İşte burada Apple'ın Rosetta'sı, onların çeviri ortamı devreye giriyor. X86 kodlu yazılım ile ARM tabanlı M1 yongaları arasında aracı görevi görür.

Bunun gerçek dünyadaki etkileri, en hafif tabiriyle çarpıcıdır. M1 çipi temelde bir SoC olduğundan, GPU, Neural Engine ve hatta RAM gibi temel bileşenlerin çoğu çipin içine yerleştirilmiştir, bu da güç tüketimini azaltır ve onunla performansı artırır. Çok eski zamanlardan beri, şirketler ancak birini sabote ederek diğerini iyileştirebilirdi. Artan performans, artan güç tüketimi ve daha az pil ömrü anlamına geliyordu; artan pil ömrü daha az performans anlamına geliyordu. M1 rekabetin çok ilerisinde kalarak bu döngüyü kırdı.

Ünlü bir Kanadalı YouTube teknoloji kanalı olan Unbox Therapy'den Lewis Hilsenteger, M1 çipi tarafından desteklenen yeni MacBook Air'den düzenlenmiş bir videoyu, tam donanımlı Intel tabanlı bir MacBook Pro için gereken sürenin neredeyse yarısında nasıl dışa aktarabileceğini gösterdi. Havanın çipi soğutacak fanları bile yok! Bu testin, ARM tabanlı M1 (teşekkürler, Rosetta) değil, x86 makineleri için yapılmış bir yazılım üzerinde yapıldığını düşünürsek, bu hem M1 yongasının hem de bir çeviri motoru olarak Rosetta'nın performansı açısından mutlak bonker. ARM tabanlı M1 yongaları için kodlanmış yazılımları gördüğümüzde, performans ve pil kazanımlarının ne olacağını ancak hayal edebiliyoruz.

Şimdi bu, Apple'ın ileriye dönük M1 çiplerini benimserken karşılaşacağı küçük bir zorluğu da beraberinde getiriyor. Ve bu: geliştiricilerin özel olarak ARM tabanlı M1 için yazılımlarının bir sürümünü geliştirmelerini sağlamak. Apple'ın devasa boyutu, Apple masaüstü ve dizüstü bilgisayar kullanıcılarının sayısı ve M1 yongalarının olağanüstü performansı göz önüne alındığında, geliştiricilerin çoğunluğa atlaması çok uzun sürmemeli, özellikle de öncülüğüyle ünlü bir şirketten geldiği düşünülürse. sürekli teknolojik devrimler Apple geçiş süresinin 2 yıl olduğunu iddia ediyor. O zamana kadar Rosetta, x86 yazılımı ile ARM tabanlı M1 arasında aracı olacak ve performansına bakıldığında kimsenin şikayet etmeyeceğinden eminim.

M1 yongalarının tüm dizüstü bilgisayar üreticileri ve Intel için bir şirket olarak patlama yapacağını söylemek, kaçınılmaz olanı hafife alıyor. Aynı CPU mimarisinde (ARM) çalışan, şu anda çoğunlukla herkesin taşıdığı iki önemli teknoloji cihazı (yani dizüstü bilgisayarlar/masaüstü bilgisayarlar ve akıllı telefonlar) ile uygulamaların çapraz uyumluluğu bir gerçek olabilir ve uygulamaların çalıştığı MacOS Big Sur ile birdir. iPad'lerde ve iPhone'larda MacBook'larda da çalışabilir. M1, dizüstü bilgisayar ve masaüstü bilgi işlem yönünde iPhone'dan çok daha büyük bir değişikliğin gelişidir. Ve Apple'ın inovasyondaki bu tutarlılığı, bir şirket için inovasyon yerine neyin satacağına odaklanarak kısa vadeli parasal kazançlar için çalışmaktansa büyük bir vizyona sahip olmanın ve ona sadık kalmanın ne kadar önemli olduğunu gösteriyor. Intel, ikincisi için bir paragondur ve düşük güçlü mikromimarileri olan Atom yerine Çekirdek dizilerine odaklanmaktadır. Nicel yükseklikler her zaman niteliksel cesareti takip eder ve Apple bu ideolojinin öncüsüdür.