Apple M1

Apple M1 Apple M1 Pro Apple M1 Max Apple M1 Ultra

Perustietoja
Kehittäjä	Apple Inc.
Valmistaja	TSMC
Julkaistu	M1: 10. marraskuuta 2020 M1 Pro ja Max: 18. lokakuuta 2021 M1 Ultra: 8. maaliskuuta 2022
Suorituskyky
Suurin kellotaajuus	3,2 GHz^[1]
Arkkitehtuuri ja luokitus
Valmistustekniikka	5 nm
Arkkitehtuurityyppi	ARM
Mikroarkkitehtuuri	"Firestorm" ja "Icestorm"
Käskykanta	ARMv8.5-A
Käyttötarkoitus	pöytätietokoneet, kannettavat tietokoneet, tablettitietokoneet
Fyysiset ominaisuudet
Transistoreita	M1: 16 miljardia M1 Pro: 33,7 miljardia^[2] M1 Max: 57 miljardia M1 Ultra: 114 miljardia^[3]
Ytimiä	M1: 8 M1 Pro: 8 tai 10 M1 Max: 10 M1 Ultra: 20
Grafiikkasuoritin	Applen suunnittelema sisäinen grafiikkasuoritin.
Välimuisti
L1-välimuisti	Suorituskyky-ytimet 192+128 kt per ydin Tehokkuusytimet 128+64 kt per ydin
L2-välimuisti	Suorituskyky-ytimet M1: 12 Mt M1 Pro ja M1 Max: 24 Mt M1 Ultra: 48 Mt Tehokkuusytimet M1, M1 Pro, M1 Max: 4 Mt M1 Ultra: 8 Mt
Tuotteet, mallit, variaatiot
Variaatio(t)	Apple A14
Historia
Edeltäjä(t)	Intel Core ja Apple T2 (Mac) Apple A12X (Apple a12Z, iPad) Apple A14 (iPad Air)
Seuraaja	Apple M2
Infobox OK

Apple M1 on Applen julkaisema ARM-arkkitehtuuriin pohjautuva sarja järjestelmäpiirejä (SoC). M1-järjestelmäpiirejä käytetään Mac-pöytätietokoneiden, MacBook-kannettavien tietokoneiden sekä iPad-taulutietokoneiden suorittimena ja grafiikkapiirinä.

M1-piirin myötä Apple teki kolmannen muutoksen Mac-tietokoneissa käytettyyn suoritinarkkitehtuuriin. Arkkitehtuuri vaihtui Intelin x86-arkkitehtuurista ARM-arkkitehtuuriin 14 vuotta sen jälkeen, kun PowerPC:stä oli siirrytty x86:een, ja 26 vuotta siirtymisestä alun perin käytetystä Motorola 68000 -sarjasta PowerPC:hen.^[4]^[5] Julkaisuhetkellä vuonna 2020 Apple markkinoi sirun sisältävän maailman nopeimman suoritinytimen "pienivirtaisessa sirussa" sekä maailman eniten suorituskykyä per käytetty watti.^[6]^[7] Piirin seuraaja Apple M2 julkaistiin 6. kesäkuuta 2022.

Alkuperäinen M1 järjestelmäpiiri julkaistiin marraskuussa 2020 ja myöhemmin julkasitiin ammattikäyttöön suunnatut M1 Pro ja M1 Max järjestelmäpiirit lokakuussa 2021. M1 Max on suurempitehoisempi versio M1 Pro piiristä sisältäen enemmän grafikkaytimiä ja muistin kaistanleveyttä sekä suurempi sirukoko. Apple julkaisi M1 Ultra järjestelmäpiirin maaliskuussa 2022 yhdistämällä kaksi M1 Max piiriä yhdeksi. Eri versiot eroavat toisistaan merkittävästi kokonsa sekä ominaisuuksiensa puolesta: esimerkiksi alkuperäinen M1 sisältää 16 miljardia transistoria kun M1 Ultra sisältää 114 miljardia transistoria.

M1 käyttää kahden tyyppisiä suoritinytimiä: "Firestorm", joka on suunnattu suorituskykyä varten, ja "Icestorm", joka on suunnattu vähäiselle virrankäytölle jos laitetta käytetään akun varassa. Kaikki kahdeksan ydintä voivat toimia yhtä aikaa, jolloin kyseessä on kahdeksanytiminen suoritin, mutta suorituskyky ei ole sama kaikilla ytimillä.^[1] Suorittimen virrankäyttö Mac mini -tietokoneessa DRAM-muisti mukaanluettuna on noin 4,2 wattia kun laite on päällä mutta ei tee mitään. Virrankäyttö monisäikeisessä suorituksessa nousee 31 wattiin raskaalla kuormituksella.^[1] Pöytäkoneissa käytetty suoritin käyttää 128-bittistä muistiväylää kun taas mobiilikäyttöön suunnattu aiempi A14 käyttää 64-bittistä väylää. L2-välimuisti on testien perusteella samankaltainen rakenteeltaan kuin A14-suorittimessa.^[1] M1 Pro -mallissa muistiväylän leveys nousi 256 bittiin ja muistityyppi vaihtui LPDDR5-muistiin.^[8]

Perusmallin M1 piirille on yhdistetty kahdeksan ytiminen suoritin, kahdeksan ytiminen grafiikkasuoritin, välimuisti, sekä keskusmuisti^[9]. Piirin grafiikkasuoritin ei tue geometria-shaderiä.^[10]

Applen alihankkijana piirin valmistuksessa toimii taiwanilainen puolijohdevalmistaja TSMC^[11].

20. huhtikuuta 2021 Apple julkisti uudet M1 järjestelmäpiiriä käyttävät laitteet: iMac-pöytätietokoneen^[12] ja iPad Pro -tabletin.^[13]

Suorituskyky

M1:n suorituskyvyn sanottiin olevan^{kenen mukaan?} Cinebench R23 ja Geekbench 5 -suorituskykytesteissä vertailukelpoinen Intelin ja AMD:n suorittimien kanssa, kun 10 watin M1:tä verrataan Intelin ja AMD:n 25 ja 45 watin suorittimien suorituskykyyn. M1:n yhden säikeen suorituskyky oli parempi kuin Intel-pohjaisien Macintosh-tietokoneiden suorittimissa.^[14]

Applen mukaan grafiikkaprosessorin suorituskyky vastaa Nvidian GTX 1050 Ti -näytönohjaimen suorituskykyä, mutta Archicad 3D -testissä suorituskyky jää noin puoleen.^[10]

Lähteet

↑ ^a ^b ^c ^d Andrei Frumusanu: The 2020 Mac Mini Unleashed: Putting Apple Silicon M1 To The Test AnandTech. 17.11.2023. Arkistoitu 1.2.2021. Viitattu 21.8.2023. (englanniksi)
↑ Shankland S.: M1 Pro and M1 Max: Here's how Apple is kicking Intel out of the Mac computer CNET. 19.10.2021. Red Ventures. Viitattu 3.11.2023. (englanniksi)
↑ Apple unveils M1 Ultra, the world’s most powerful chip for a personal computer Apple Newsroom. 8.3.2022. Apple Inc.. Viitattu 3.11.2023. (englanniksi)
↑ Andrei Frumusanu: Apple Announces The Apple Silicon M1: Ditching x86 - What to Expect, Based on A14 anandtech.com. 10.11.2020. Viitattu 9.10.2023. (englanniksi)
↑ Hansen Hsu: Transplanting the Mac’s Central Processor: Gary Davidian and His 68000 Emulator computerhistory.org. 29.6.2020. Viitattu 9.10.2023. (englanniksi)
↑ Peter: The Apple M1 is the first ARM-based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU GSMArena.com. Viitattu 20.8.2023. (englanniksi)
↑ Omar Sohail: Apple’s 5nm M1 Chip Is the First for ARM-Based Macs - Boasts 2x More Performance Than Latest Laptop CPU, Uses One-Fourth the Power Wccftech. 10.11.2020. Viitattu 20.8.2023. (englanniksi)
↑ Jason Cross: M1 Pro and M1 Max: Apple’s about to embarrass Intel all over again macworld.com. 19.10.2021. Viitattu 9.10.2023. (englanniksi)
↑ Apple unleashes M1 Apple Newsroom. Viitattu 17.1.2021. (englanniksi)
↑ ^a ^b Minh Nguyen: Performance review with M1 community.graphisoft.com. 9.2.2021. Viitattu 21.10.2023. (englanniksi)
↑ Jeet: Samsung Electronics could become Apple Silicon manufacturer Gizmochina. 13.11.2020. Viitattu 17.1.2021. (englanniksi)
↑ iMac features all-new design in vibrant colors, M1 chip, and 4.5K Retina display Apple Newsroom. Viitattu 23.4.2021. (englanniksi)
↑ Apple unveils new iPad Pro with M1 chip and stunning Liquid Retina XDR display Apple Newsroom. Viitattu 23.4.2021. (englanniksi)
↑ Anastasios Antoniadis: Apple M1 Benchmarks Are Here – Apple Delivered Performance and Efficiency borderpolar.com. 25.11.2022. Viitattu 9.10.2023. (englanniksi)