Несмотря на то что конференция Apple WWDC все же больше ориентирована на софт, там довольно часто анонсируют технические новинки, и в этом году Apple также не разочаровала. На крупнейшем мероприятии года, посвященном Mac, Apple представила M2, свой Apple Silicon SoC второго поколения для платформы Mac (и iPad). Демонстрируя скромное увеличение производительности по сравнению с оригинальной M1 SoC примерно на 18% для многопоточных рабочих нагрузок ЦП и 35% для пиковых нагрузок графического процессора, M2 — это первая возможность Apple повторить свою Mac SoC, чтобы добавить улучшенные технологии, а также обновить младшие модели для сохранения преимуществ перед конкурентами.
M1 Ultra вышел на 3 месяца позже M1 SoC и Apple не теряла времени впустую на подготовку своего второго поколения SoC Apple Silicon. С этой целью компания подготовила новое (и, несомненно, не последнее) семейство SoC – Apple Silicon M2. Разработанный для замены M1 в линейке продуктов Apple, M2 SoC должен появиться в первую очередь в 13-дюймовом MacBook Pro, а также в MacBook Air, который получит существенные изменения.
Презентация процессора M2 также дает нам первое реальное представление о том, как Apple собирается осуществлять обновления в экосистеме Apple Silicon. В семействе iPhone Apple придерживается ежегодной частоты обновлений SoC серии A, при этом традиционная экосистема ПК в последнее время приближается к двухлетнему ритму. Кажется, что M2 находится где-то посередине, т.к. он вышел примерно через полтора года после оригинального M1, но с точки зрения архитектуры, он ближе к ежегодному обновлению SoC серии A.
На высоком уровне в M2 было внесено ограниченное количество изменений — или, по крайней мере, столько, сколько Apple хочет раскрыть в настоящее время — с акцентом на несколько важных областей, по сравнению с M1 SoC, который в свое время произвел фурор. Хотя это все пока догадки перед дальнейшим раскрытием информации от Apple или практическим знакомством с самим оборудованием, M2 очень похож на A15 SoC, подобно тому как M1 был получен на основе A14. Поэтому, на первый взгляд, обновление с M1 до M2 очень похоже на обновление с A14 до A15.
По данным Apple, новый SoC состоит примерно из 20 миллиардов транзисторов, что на 4 миллиарда (25%) больше, чем у оригинального M1, и на 5 миллиардов больше, чем у A15. Чип изготавливается по техпроцессу «второго поколения 5 нм» (как его называет Apple). Мы полагаем, он является линией TSMC N5P, которая, в свою очередь, используется для SoC A15. N5P предлагает улучшенные характеристики производительности по сравнению с N5, но не повышение плотности.
С точки зрения ядер ЦП с архитектурой ARM, M2 сохраняет конфигурацию Apple с четырьмя высокопроизводительными и четырьмя энергоэффективными ядрами. Apple не раскрывает, процессорные ядра какого поколения они здесь используют, но, исходя из ожиданий производительности и сроков, есть все основания полагать, что это ядра Avalanche и Blizzard, которые впервые были представлены в A15.
Что касается производительности, Apple заявляет, что M2 предлагает на 18% более высокую производительность многопоточного процессора по сравнению с M1. Компания не предлагает разбивку тактовых частот по сравнению с приростом IPC, но если наша догадка о том, что M2 является Avalanche/Blizzard, верна, то у нас уже есть хорошее представление о разбивке. По сравнению с ядром Firestorm в A14/M1, Avalanche предлагает лишь скромный прирост производительности, поскольку Apple вложила большую часть своих улучшений в повышение общей энергоэффективности. В результате большая часть прироста производительности достигается за счет увеличения тактовой частоты, а не улучшения IPC.
Ядра производительного CPU на M2 также имеют больший пул кэш-памяти L2, что также способствует повышению производительности. В то время как у M1 было 12 МБ кэш-памяти L2, разделяемой между ядрами, у M2 этот показатель увеличен до 16 МБ, что на 4 МБ больше, чем у M1 и, если уж на то пошло, у A15.
Основываясь на том, что мы уже видели с A15, более крупное обновление в этом поколении связано с основной стороной эффективности. Ядра ЦП Blizzard все чаще ведут себя как не такие уж и маленькие ядра, предлагая относительно высокую производительность и разнообразные возможности проектных решений, чем то, что мы видим с другими эффективными ядрами Arm. Помимо прочего, Blizzard добавила четвертое целочисленное ALU, что в сочетании с другими изменениями дало A15 значительное (28%) увеличение производительности этих ядер. Поэтому вполне разумно ожидать аналогичного прироста для M2, хотя главным козырем будет выбор тактовой частоты.
Это, в свою очередь, похоже, также объясняет, почему Apple решила сосредоточиться на производительности MT для сравнения Apple с Apple. Поскольку наибольший прирост производительности достигается благодаря ядрам эффективности, в ситуациях, связанных с производительностью, именно рабочие нагрузки MT, которые могут задействовать ядра E наряду с ядрами P, дадут наибольший прирост производительности. В целом, Avalanche/Blizzard проделали скромную работу в течение года над микроархитектурами CPU, и, похоже, это относится и к SoC M2.
Между тем, графических процессоров Apple становится все больше. Несмотря на малое число информации о базовой архитектуре — просто объявить это как графический процессор «следующего поколения», — M2 поставляется с 10 встроенными ядрами графического процессора, по сравнению с 8 на M1. Официально этот GPU рассчитан на 3,6 TFLOPS, что на 1 TFLOPS больше, чем у 8-ядерного M1. Кроме того, новый графический процессор имеет больший общий кэш L2, хотя Apple не раскрывает его размер.
Благодаря сочетанию большего количества ядер и увеличения тактовой частоты графического процессора примерно на 10% (на основе терафлопс), Apple анонсирует два показателя производительности для графического процессора M2. При изо-мощности (~ 12 Вт) M2 должен обеспечивать на 25% более высокую производительность графического процессора, чем M1. Однако графический процессор M2, к лучшему или к худшему, также может потреблять больше энергии, чем графический процессор M1. Согласно заявлениям Apple, при полной мощности в 15 Вт производительность увеличивается на 35%.
В целом это указывает на то, что, хотя Apple удалось повысить свою энергоэффективность — графические процессоры любят работать «широко и медленно» — пиковое энергопотребление графических процессоров Apple растет. Это должно иметь минимальное влияние на легкие рабочие нагрузки, но будет интересно посмотреть, что это значит для относительно тяжелых и постоянных рабочих нагрузок, особенно на безвентиляторном MacBook Air. Между тем, контроллер дисплея графического процессора, по-видимому, остается неизменным, достигая максимальной отметки 6K для внешних мониторов.
Помимо обновлений графического процессора, M2 также поставляется с обновленным блоком кодирования/декодирования видео, который, на первый взгляд, очень похож на урезанную версию блока, используемого в M1 Pro/Max. Эти SoC добавили поддержку кодеков Apple ProRes и ProRes RAW, и теперь эта поддержка вернулась в базовую SoC M2. Кроме того, Apple теперь официально поддерживает декодирование видео 8K на M2, тогда как M1, хотя и не имел официального обозначения разрешения, по сути, мог декодировать 4K.
Наконец, что касается обработки, M2 наследует обновленный нейронный движок A15. По словам Apple, он по-прежнему имеет 16 ядер и совершает 15,8 триллиона операций в секунду (TOPS), как и нейронный движок A15. Который, несмотря на схожесть с A15, все же делает его на 40% быстрее, чем нейронный движок M1, который достигает 11 TOPS.
В целом Apple выражает большую уверенность в производительности своего чипа Apple Silicon второго поколения и, тем более, в его конкурентоспособности по сравнению с Intel. Хотя нам придется подождать, чтобы получить в свои руки аппаратное обеспечение, чтобы подтвердить его производительность, M1, безусловно, оправдал заявленные требования. Так что ожидания от M2 такие же высокие.
Память: LPDDR5-6400, до 24GB
Хотя базовая логика последней SoC от Apple кажется в значительной степени улучшенной версией A15, у нее есть одно очень заметное преимущество: поддержка LPDDR5.
В то время как ванильный M1 (и A15) поддерживал только память LPDDR4x, M2 поддерживает более новый стандарт памяти LPDDR5. Самым большим изменением является поддержка гораздо более высоких тактовых частот памяти; по данным Apple, M2 работает на скорости 6400 Mbps/pin (LPDDR5-6400), что значительно выше, чем 4266 Mbps/pin (LPDDR4x-4266) памяти оригинального M1. Конечным результатом является то, что на 128-битной шине памяти SoC M2 имеет пропускную способность памяти 100 ГБ/сек, что на 50% больше, чем у M1 (~ 68 ГБ/сек).
Нестандартное использование Apple технологий памяти остается одним из их ключевых преимуществ перед конкурентами в области ноутбуков, поэтому значительное увеличение пропускной способности памяти помогает Apple сохранить свои позиции. Улучшения в пропускной способности памяти еще больше улучшают все аспекты SoC, и это особенно касается производительности графического процессора, где пропускная способность памяти часто является «бутылочным горлышком», что делает добавление LPDDR5 ключевым фактором для более крупного 10-ядерного графического процессора. Хотя в данном случае M2 в каком-то смысле догоняет своих предшественников: M1 Pro/Max/Ultra поставлялись с поддержкой LPDDR5, в то время как M2 фактически является последним чипом/уровнем M-серии, получившим память нового типа.
Помимо этого, Apple снова размещает блоки памяти LPDDR5 на чипе вместе с самой процессорной матрицей. Таким образом, каждый чип M2 должен быть оснащен памятью заранее и поставки устройств, вероятно, будут немного колебаться в зависимости от объема памяти в зависимости от того, какие конфигурации являются наиболее популярными, особенно на ранних этапах.
Устройства M2 доступны с 8 ГБ, 16 ГБ или 24 ГБ памяти. Учитывая, что Apple по-прежнему использует только два стека памяти, похоже, что компания наконец-то воспользовалась преимуществами поддержки LPDDR для матриц с не-двумя размерами (например, кристаллов 12 ГБ), что позволяет им получить 12 ГБ памяти в одном пакете без дальнейших махинаций. И если предположить, что Apple повторит это для обязательных SoC Pro/Max/Ultra, мы должны заметить, что максимальная емкость памяти всех SoC Apple увеличится на 50% по сравнению с предыдущим поколением.
И напоследок: тот же USB и обновленный ISP
Есть еще пара пунктов, которые заслуживают упоминания.
Во-первых, M2 получает обновленные ISP и Secure Enclave. Как и другие технические возможности M2, они, вероятно, унаследованы от A15, который также получил аналогичные обновления.
Между тем, взгляд на спецификации новых MBA и MBP показывает, что не было каких-либо заметных изменений в поддержке USB или других операций ввода-вывода для новой SoC. M1 уже был на вершине кривой в 2020 году, когда он был запущен с поддержкой USB4, поэтому здесь ничего не изменилось. Однако это означает, что SoC, по-видимому, по-прежнему ограничен поддержкой Thunderbolt 3, несмотря на то, что Thunderbolt 4 отсутствует уже более года. И MBA, и MBP также поставляются с двумя портами USB, так что, похоже, это все еще естественный предел SoC.
Apple также вообще не говорила о возможностях PCIe. Мы узнаем больше, когда получим аппаратное обеспечение, но, по крайней мере, на данный момент нет оснований полагать, что Apple добавила поддержку PCIe 5 или изменила количество доступных линий. Ввод-вывод оставался чем-то вроде сдерживающего фактора для всего семейства Apple Silicon, поэтому мне интересно, что это значит для возможного Apple Silicon Mac Pro.
Завершая сегодняшнее объявление, M2 будет поставляться в новом MacBook Air 2022 года, а также в обновленном 12-дюймовом MacBook Pro 2022 года. По словам Apple, эти устройства будут доступны в июле, а предварительные заказы открыты сегодня.
А пока М1 никуда не денется. Помимо того, что Apple лежит в основе Mac Mini, который сегодня не получил обновления, Apple сохраняет MacBook Air на базе M1 2020 года. Таким образом, обе версии SoC начального уровня M-серии будут существовать еще какое-то время.
Комментарии