Apple M1: il primo processore Apple Silicon per Mac

Ciao sono Giorgio Pozzi e in questo articolo di approfondimento di parlerò di Apple M1, il nuovo processore di Apple per Mac.

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Erano anni che lo aspettavamo e alla fine è arrivato. Come annunciato alla WWDC 2020 ecco a listino un Mac con processore ARM progettato direttamente da Apple. Si chiama Apple M1 ed equipaggia i primi Mac Apple Silicon.

Il SoC, realizzato con tecnologia 5nm, racchiude 16 miliardi di transistor e integra CPU, GPU, Neural Engine, il Secure Enclave, la memoria RAM e tanto altro. Oltre a una grande potenza, è anche incredibilmente efficiente e finirà per trasformare completamente i Mac.

La memoria unificata (UMA)

Una grande novità di questo SoC è che porta su Mac la memoria unificata. In pratica la memoria “RAM” ad elevata larghezza di banda e bassa latenza è installata in unico pool direttamente sul SoC, abbattendo drasticamente i tempi di funzionamento. Lo svantaggio è che non può essere modificata in un secondo momento (non una novità sui MacBook dove era comunque saldata), ma le prestazioni sono nettamente superiori (3,9x nella codifica video e 7,1x nell’elaborazione di immagini).

8 core

Apple M1 integra nel SoC 8 core, 4 ad alte prestazioni e 4 ad alta efficienza. Quelli ad alte prestazioni sono estremamente potenti, offrono prestazioni in single core leader di settore, ma possono funzionare anche tutti assieme. Vengono utilizzati solo dove serve per non sprecare energia, quelli ad alta efficienza si occuperanno quindi di tutto il resto con un decimo dell’energia. Le prestazioni annunciate dovrebbero essere davvero eccellenti (2x di velocità e 3x di efficienza rispetto al mondo PC).

Scheda grafica integrata

Apple M1 integra anche una scheda grafica sul SoC; è in grado di eseguire 25.000 thread simultaneamente. La GPU ha 8 core di calcolo, un throughput di  2.6 teraflops, ed è senza dubbio la più veloce GPU integrata sul mercato (2x rispetto alle schede integrate del mondo PC, 6x rispetto ai Mac precedenti) in grado di occuparsi di flussi video multipli in 4K o di complessi rendering 3D, supporta anche il Pro Display XDR da 6K.

Neural Engine

Sul Soc c’è anche il cosiddetto Neural Engine, un gruppo di 16 core di calcolo in grado di eseguire 11 trilioni di operazioni al secondo che permettono di eccellere nel machine learning e quindi incrementare in modo importante le prestazioni di tutte le applicazioni che lo sfruttano. È una vera e propria svolta (15x di prestazioni) grazie a questi core di calcolo specializzati.

Secure Enclave

Tutte le funzioni che prima erano concentrate nel processore T, ora sono direttamente nel SoC, quindi il Mac è sicuro come sempre e potrà sfruttare sensori biometrici rispettando la privacy degli utenti senza l’uso di altri chip.

Consumi

Apple M1 è incredibilmente efficiente e offre le migliori performances per watt al mondo. Per questo i nuovi Mac arrivano anche a 20 ore di autonomia, qualcosa di mai visto prima.

Calore

Il nuovo processore è in grado di regolarsi in base al Mac sul quale è installato. È in fatti in grado di funzionare anche senza dissipazione attiva (il nuovo MacBook Air è senza ventole), ma ovviamente riesce a dare il suo meglio con le classiche ventole (presenti sia su Mac mini che su MacBook Pro).

Compatibilità

Apple M1 è il primo processore ARM di Apple per Mac e in quanto tale è incompatibile con il software scritto per Intel, tuttavia grazie a Rosetta 2 e alle alte prestazioni è in grado di eseguire tranquillamente quello anche codice Intel con buone performance. Inoltre è compatibile con tutte le app per iPhone e iPad. Apple ha anche reintrodotto gli Universal Binary per permettere di creare semplicemente applicazioni compatibili con entrambi i processori, basta ricompilarle.

Sul fronte Windows, Microsoft sta investendo nella versione ARM del suo sistema operativo (quindi un eventuale BootCamp ARM in futuro non è impossibile), comunque molte aziende (come Parallels) sono al lavoro per portare la virtualizzazione e l’emulazione sui nuovi Mac.
Intanto lo sviluppatore Alexander Graf è riuscito a far funzionare la versione ARM di Windows in virtualizzazione nativa su Mac Apple Silicon, grazie a una particolare versione di QEMU (fonte). Insomma il futuro è roseo ma c’è un po’ da aspettare.

La nuova versione di CrossOver è compatibile con questi processori e consente quindi di avviare applicazioni Windows direttamente sui Mac coi nuovi processori senza neanche installare Windows.

Benchmark e prove sul campo

Considerando gli ottimi dati derivati da A14 (parente stretto di M1) ci si aspettava grandi prestazioni, ma probabilmente non così tanto. Davvero un balzo in avanti importante.

Test Geekbench (Macrumors e MacWorld)

MacBook Pro Apple M1 entry level: single-core 1772, multi-core 7535, OpenCL 19305.
MacBook Pro Intel: single-core 871, multi-core 3786, OpenCL 6962. (fonte)

Mac mini M1: single-core 1753, multi-core 7735.
Mac mini Intel i3 (2018): single-core 960, multi-core 3353. (fonte)

Test Cinebench (SpiderMac e MacWord)

MacBook Air M1: single-core 1497, multi-core 6937.
MacBook Pro 16″ Intel: single-core 992, multi-core 5974. (fonte)

Mac mini M1: single-core 1524, multi-core 7827.
Mac mini intel i3 (2018): single-core 948, multi-core 3679. (fonte)

Conclusioni

Apple M1 è un SoC straordinario che apre la strada a una nuova era per i Mac. Apple infatti ora realizza anche il processore e questo offre vantaggi davvero importanti per tutti. Ci aspettiamo qualcosa di ancora più sbalorditivo per i Mac di fasci alta, ma è ancora presto, la transizione dovrebbe durare un paio di anni.

Fonti: Apple 9to5mac Saggiamente MacRumors SpiderMac MacWorld Saggiamente

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