Chip M2 de Apple: anticipándose a las ganancias de energía

Cuando se lanzaron las Mac basadas en M1 en el otoño de 2020, no es exagerado decir que revolucionaron todo el mercado de PC. Apple tomó la arquitectura central del A14 (que se encuentra en el iPhone 12), la elevó a los niveles de una computadora portátil ultraportátil e hizo estallar a la competencia con lo que llamamos Una mejora “alucinante” con respecto a la generación anterior. fue rápido, es muy Rápido y con una duración de batería asombrosamente buena. Con M1 Pro y M1 Max en 2021, Apple amplió la compilación a computadoras portátiles de alto rendimiento (y supuestamente próximas computadoras de escritorio), y nuevamente los El procesador con el que otros han sido comparados.

Los únicos chips que superan al M1 Max son Procesadores Alder Lake de Intely luego solo con un montón de advertencias sobre la gran discrepancia en el consumo de energía, solo funciona a toda velocidad cuando está enchufado y depende de una GPU Nvidia de alta potencia.

Entonces, ¿qué está haciendo Apple para presumir? Con el M1 con casi un año y medio de antigüedad, es hora de su sucesor, que supondremos que se llamará M2. Si bien no sabemos realmente qué tiene Apple hasta que se anuncien los productos (ya en marzo o en la WWDC en junio o más tarde este otoño), haremos las mejores conjeturas sobre lo que podemos esperar del M2 (haremos también dar una predicción de M2 ​​Max también).

M2 es a M1 como A15 es A14

El M1 se basa en la arquitectura central A14, con una mayor cantidad de núcleos de CPU de alto rendimiento (cuatro en lugar de dos) y una duplicación de núcleos de GPU (ocho en lugar de cuatro). Es, a falta de una mejor explicación, el “A14X” que de otro modo habría estado en el iPad Pro.

En un esfuerzo por predecir las características y el rendimiento del M2, supondremos que seguirá un patrón similar, esta vez solo con el A15: la misma arquitectura con el doble de núcleos de alto rendimiento y núcleos de GPU. Tenga en cuenta que el A15 ya posee cinco Núcleos de GPU, con solo la quinta posición habilitada en los modelos de iPhone 13 Pro. Generaremos expectativas de rendimiento al duplicar eso a 10 núcleos, lo cual es irónico sobre los rumores sobre la configuración del M2.

Para M2 Max, asumimos la misma expansión de M1 a M1 Max. Los núcleos de la CPU se intercambiarán por una configuración con una eficiencia de 2 y 8 de rendimiento, y los núcleos de la GPU se cuadriplicarán desde el chip de núcleo M1 (para un total de 40).

Mejora del proceso de fabricación

Antes de llegar a los números, debemos mencionar que se espera que el M2 se fabrique en el proceso TSMC N4P, una forma mejorada del proceso de 5 nm en el que se fabrican el A14 y el M1. TSMC afirma que puede funcionar un 11 por ciento más rápido con la misma potencia o usar un 22 por ciento menos de energía con el mismo rendimiento. No se sabe realmente si esto se traducirá en velocidades de reloj más rápidas, una mejor duración de la batería o ambas cosas. Todo depende de la propia configuración de Apple, y la duración de la batería en particular está sujeta a una gran cantidad de variables (como la eficiencia energética de la pantalla, por ejemplo).

Para nuestras predicciones de rendimiento aquí, no tenemos en cuenta el rendimiento adicional de las mejoras del proceso de fabricación, ya que no hay forma de determinar qué sería realista. Es razonable esperar que las cifras presentadas aquí sean algunos puntos porcentuales más bajas que lo que Apple podría sacar del proceso N4P, y como hemos visto una mejora significativa en la duración de la batería en el iPhone 13 con A15, Apple puede priorizar longevidad en sus MacBooks que utilizan estos chips.

Calificaciones de CPU M2 y M2 Max

Comenzamos observando qué tan rápido es el A15 en comparación con el A14, que cuenta con una configuración de CPU de cuatro núcleos y dos núcleos, pero con una serie de mejoras estructurales. En total, el rendimiento del A15 de un solo núcleo es aproximadamente un 7 por ciento más alto que el del A14.

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La puntuación multinúcleo es mucho más alta, un 20 por ciento, a pesar de la misma configuración básica. Es posible que Apple haya realizado optimizaciones arquitectónicas para mejorar el uso de todos los núcleos simultáneamente, y las optimizaciones del proceso de fabricación pueden mantener velocidades de reloj más altas cuando todos los núcleos están activos.

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Cuando tomamos los puntajes de M1 y M1 Max y agregamos el mismo aumento de rendimiento, obtenemos números bastante impresionantes. Es probable que el rendimiento de un solo núcleo supere al 1800 en el Geekbench 5, que está a la par con el chip para computadora portátil Core i9 Alder Lake de alto rendimiento de Intel.

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Es el resultado multinúcleo lo que puede volverse muy interesante. Los rumores dicen que el M2 tendrá el mismo diseño cuádruple eficiente y cuádruple de rendimiento que el M1, mientras que el M2 Max se apega a cuatro núcleos de eficiencia y ocho núcleos de rendimiento que el M1 Max.

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Eso podría generar puntajes justo por debajo de 9000 para el M2 (todavía no tan rápido como el M1 Max, gracias a este chip con ocho núcleos de alto rendimiento). Este es un gran resultado para portátiles ultraportátiles como el MacBook Air. Pero un puntaje de más de 14,000 para el M2 Max lo colocaría muy por delante del Alder Lake Core i9 más rápido de Intel, que tiene 14 núcleos (seis de rendimiento y ocho de eficiencia). Y el M2 Max probablemente logrará estas ganancias de rendimiento con una fracción de la potencia.

Calificaciones gráficas M2 y M2 Max

Al igual que con nuestras predicciones de CPU, estimamos el rendimiento de gráficos del M2 simplemente observando aumentar el rendimiento del A14 al A15 (en los modelos iPhone Pro) y asumiendo la misma altura del M1 al M2. El A15 tiene un 25 por ciento más de núcleos de GPU que el A14 (cinco en lugar de cuatro), pero el núcleo adicional solo está habilitado en los teléfonos iPhone 13 Pro. Se rumorea que el M2 pasará de un máximo de ocho núcleos de GPU a 10, y el M2 Max de 32 a 40, manteniendo intacta esa proporción.

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El punto de referencia Sling Shot de 3DMark está un poco desactualizado, pero sigue siendo una medida razonablemente útil de qué tan bien funcionará una GPU cuando se ejecutan tecnologías gráficas más simples y antiguas. El A15 es un 24 por ciento más rápido que el A14. Puede anotar eso para obtener un 25 por ciento más de núcleos junto con algunas mejoras arquitectónicas.

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Desafortunadamente, la prueba Sling Shot solo está disponible para plataformas móviles. Esto significa que no podemos probarlo en el M1 Max, ya que este chip solo está disponible en MacBooks. Pero dado que el M1 se puede encontrar en el iPad Pro, podemos ejecutar este punto de referencia útil pero algo desactualizado en el M1 y suponer que podríamos ver un puntaje de más de 10,000 con el M2, lo que fácilmente avergonzaría a cualquier otra tableta moderna.

Una prueba multiplataforma más reciente es el nuevo 3DMark’s Wild Life. En la versión más extrema de esta prueba, el A15 es un 30 por ciento más rápido que el A14.

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Al actualizar a M2 y M2 Max, podemos esperar más de 6000 para el chip de menor rendimiento y más de 26000 para el procesador Apple más potente. Este último resultado es destacable, ya que se acerca mucho a la variante portátil de la GeForce GTX 3070.

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Si bien tal aumento en el rendimiento pondría al M2 Max en línea con una GPU discreta de gama bastante alta, aún es incluso la mitad del rendimiento de la mejor GPU de escritorio. Más importante aún, las GPU serias de gama alta de AMD y Nvidia (y la próxima serie Arc de Intel) cuentan con trazado de rayos acelerado por hardware, algo que las propias GPU de Apple no tienen hasta ahora. Si bien creo que el soporte para esta característica tiene que suceder tarde o temprano, probablemente no llegue a la línea M2. Apple ya está años atrás de la competencia allí, y no es probable que mejore este año.

Otras consideraciones: motor neuronal, codificador de video, memoria

Si bien la CPU y la GPU son fáciles de identificar, no son las únicas partes importantes del sistema de chips de Apple. La memoria RAM es muy importante, por supuesto, y esperamos que LPDDR5 de alta velocidad vuelva a ocupar un lugar destacado en estos chips, ya que proporciona la combinación adecuada de rendimiento y eficiencia energética. Apple ha hecho un gran trabajo al asegurarse de que sus chips tengan suficiente ancho de banda de memoria para aprovechar al máximo los núcleos de la CPU y los núcleos de la GPU, y no vemos ninguna razón por la que el M2 (o M2 Max) deba ser el primero en tomar en serio la limitación del ancho de banda. .

Neural Engine es un bloque de procesador dedicado diseñado para acelerar el aprendizaje automático y las tareas de inteligencia artificial, y aunque el A15 tiene 16 núcleos de Neural Engine como el A14, se ha rediseñado para una mayor eficiencia y puede realizar más del 40 por ciento de las operaciones por segundo. Esperamos que el mismo motor neuronal dé el salto a M2.

Finalmente, el A15 presenta un motor de procesamiento de video mejorado, que acelera la decodificación y codificación de video. El M1 y el M1 Pro tienen uno, mientras que el M1 Max tiene dos. No nos sorprendería en absoluto si descubrimos que esto continúa con el M2: un motor de video optimizado en el M2 y el M2 Pro, y dos de ellos en el M2 Max. Sería bueno ver más mejoras aquí, ya que las Mac a menudo se usan como máquinas de producción de video. En particular, los SoC de Apple aún no tienen soporte de hardware para el código AV1 (ni codificación ni decodificación), y sería genial ver eso agregado en la versión M2 del motor de procesamiento de video.

expectativas generales

Si bien es emocionante pensar que el M2 puede ser una gran alteración arquitectónica, es probable que continúe con la tecnología del A15 de la misma manera que el M1 se derivó del A14. Es posible que Apple se esté alejando de su silicio Mac de la arquitectura de la serie A en el futuro, pero en el chip de segunda generación, el escenario más probable es “escalar el A15 exactamente de la misma manera”.

Las limitaciones de rendimiento variarán mucho según la tarea o el estándar en cuestión, y factores como el rendimiento y la refrigeración de SSD siempre juegan un papel. Pero, en general, creemos que es razonable esperar un 20 % más de rendimiento de la CPU (y menos del 10 % en un solo núcleo), mientras que agregar núcleos adicionales aumentará el rendimiento de la GPU en un 30 %. Estas mejoras irán acompañadas de un mejor aprendizaje automático y un rendimiento de codificación de video también.

Todo esto también tiene que ocurrir aproximadamente en la misma envoltura de energía. Apple rara vez reduce la vida útil de la batería, por lo que puede esperar que las computadoras portátiles similares equipadas con el conjunto de chips M2 tengan la misma o mejor duración de la batería mientras obtienen estas impresionantes ganancias de rendimiento. Y dado que Apple priorizó la duración de la batería con el chip A15, podría mejorar mucho.