Почему чип M1 от Apple угрожает Intel и AMD

Почему чип M1 от Apple угрожает Intel и AMD

На прошлой неделе Apple выпустила свою SoC M1. M1, построенный на том же процессоре A14, что и последний iPhone, является первым процессором без архитектуры x86, бросившим вызов таким компаниям, как AMD и Intel, за более чем десятилетие. С тех пор было много разговоров о чипе Apple M1, его относительном сравнении с AMD и Intel, а также о том, что различные синтетические тесты могут (или не могут) сказать нам об относительной производительности. Мы пришли к выводу, что сам по себе M1 не приведет к сокращению доли рынка Intel и AMD, но в долгосрочной перспективе представляет серьезную угрозу для обеих компаний.

До сих пор мы обсуждали эту теорию только со ссылкой на недавние синтетические тесты. А теперь поговорим о более широкой картине.

Как M1 угрожает доминированию на рынке x86

Причина, по которой M1 представляет такую ​​угрозу для Intel и AMD, заключается не в том, что Apple внезапно собирается занять рынок ПК. Чистый прирост рыночной доли Mac в ближайшем будущем, скорее всего, будет выражаться однозначными числами.

Проблема для AMD и Intel в том, что представляет собой M1. Впервые за 15 лет компания без лицензии x86 создает потребительский микропроцессор, который вполне может конкурировать с чипами x86. Если Apple сохранит или улучшит свои позиции по отношению к Intel и AMD, другие компании с лицензиями ARM это заметят. Nvidia, которая приобрела ARM в ожидании одобрения регулирующего органа, наверняка заметит это. Если ARM сможет превзойти x86, вся экосистема WinTel будет уязвима, чего не было с момента появления персональных компьютеров.

Intel и AMD ранее не беспокоились о том, что делают производители процессоров, отличных от x86. Если Apple M1 и неизбежные последующие шаги для различных сегментов рынка начнут сокращать долю рынка x86, это заметят все, включая OEM-производителей, которые в настоящее время производят ПК x86. Возможно, когда-то Microsoft вернула Intel, но при Сатье Наделле компания резко повернулась к облачным и облачным сервисам. Если Microsoft захочет широко интегрировать Linux в свою операционную систему, ей все равно, будет ли Windows работать на ARM или x86. Долгосрочная угроза для Intel и AMD заключается в потере мнения, прибыли и рыночной власти, если x86 больше не будет считаться автоматическим лучшим выбором процессора. Если это произойдет, то это будет связано с действиями нескольких фирм, а не только Apple. И нет, несмотря на маркетинг Apple, нынешний M1 не быстрее 98 процентов ноутбуков. Быстро, да - но не так быстро.

Что делает M1 более вероятным, чем любой другой продукт, который мы видели раньше, чтобы дать толчок такой трансформации? Вот мои рассуждения.

Pentium M от Intel предвосхитил успех Core 2 Duo

В конце 2004 года производитель материнских плат под названием DFI выпустил на рынок системную плату для настольных ПК, совместимую с Intel Pentium M. Этот конкретный Pentium M имел кодовое название Dothan и был основан на Pentium III, а не на архитектуре Intel Pentium 4 Netburst. 180-нм P3 Coppermine породил 130-нм Tualatin, который породил Banias, который породил Dothan.

Почему чип M1 от Apple угрожает Intel и AMD

Платформа DFI 855GME-MGF не отставала от платформ FX и P4 того времени с точки зрения поддержки функций. Вы можете прочитать мой первоначальный обзор чипа и платформы здесь, через Интернет-архив, хотя вам нужно будет использовать кнопки «Следующая страница» для навигации, и практически все изображения исчезнут. Однако сохранилась одна страница - таблица результатов Unreal Tournament 2003 и 2004 годов.

Позвольте мне еще раз познакомить вас с тем, что мы здесь видим: PM означает Pentium M, протестированный на частотах 2,13 и 1,7 ГГц. FX-55 - это одноядерный процессор AMD Athlon 64 с двухканальной памятью на частоте 2,6 ГГц. 3500+ - это Athlon 64 3500+ на двухканальном Socket 939 с тактовой частотой 2,2 ГГц, а P4 3.46EE, 3.8E и 3.2E - это Pentium 4 на базе Prescott. Они также имеют двухканальную RAM.

Почему чип M1 от Apple угрожает Intel и AMD

Рассматриваемая материнская плата DFI практически не поддерживала разгон, и не было возможности использовать что-либо, кроме крошечного вентилятора и радиатора в комплекте. В этих результатах Pentium M - единственная система, ограниченная одноканальным ОЗУ, и единственная система, использующая AGP. Несмотря на все эти проблемы, Pentium M был чертовски хорош. Он скрещивает мечи с P4 3.46EE и превосходит 3500+ (с тактовой частотой 2,2 ГГц), несмотря на то, что Athlon 64 3500+ имеет встроенный контроллер памяти и двухканальную RAM.

Подводя итог его общей производительности: даже при разгоне Dothan не выигрывал во всех тестах и ​​сильно отставал от P4 и K8 в некоторых рабочих нагрузках кодирования мультимедиа, не показанных выше. Ветвящиеся тесты, которые помещаются в его кэш, были отличным тестовым примером для Dothan; приложения, которые полагались на пропускную способность основной памяти или полагались на SSE3, не одобряли чип. Однако одним из мест, где выделялось ядро, была сила. Вот, эм, я пишу 16 лет назад:

Потребляя всего 78 Вт и работая на холостом ходу при удивительных 25 ° C, Dothan - самый крутой и самый энергоэффективный процессор, который я когда-либо видел, работающий так быстро, как он; система 90 нм 3500+ потребляет значительно больше. Даже при полной нагрузке система не ломает 100 Вт ... 3500+ - это не всасывающий; его максимальная мощность в 142 Вт на самом деле весьма впечатляет по сравнению с тем, что P4 использует в наши дни ... Прескотт, для сравнения, выглядит так, как будто он поражает каждую ветку на своем пути из уродливого дерева.

В Tech Report есть старый обзор этой материнской платы, который сохранился с неповрежденными изображениями, поэтому, если вы хотите проверить их цифры, вы найдете данные там. Я хотел бы процитировать заключение этого обзора: «Однако при разгоне до 2,4 ГГц на шине 533 МГц Pentium M становится совершенно пугающим, затмевая производительность Athlon 64 4000+ во многих наших тестах, включая игры. ”

Это была не просто слежка. Это было предзнаменованием. Примерно 18 месяцев спустя Core 2 Duo под кодовым названием Conroe появился на настольных компьютерах и отправил AMD на 11 лет в глушь. Дотан был Серебряным Серфером на Галактусе Конроу, если вы хотите использовать метафору Marvel.

Сегодня существует множество параллелей между Dothan и M1. Как и M1, Dothan не выигрывал во всех тестах. Как и M1, у Dothan были определенные ограничения - он не поддерживал SSE3, PCIe или двухканальную RAM. У него не было встроенного контроллера памяти, который был у AMD, и не хватало Hyper-Threading, который Prescott и Northwood использовали для хорошего эффекта.

В конечном счете, все это не имело значения по сравнению с превосходной производительностью Pentium M на ватт. В конечном итоге дизайн оказался способным превзойти любого другого конкурента на рынке. Сравнивая M1 с текущими процессорами Intel и AMD, поражает, насколько близко совпадают шаблоны.

Почему чип M1 от Apple угрожает Intel и AMD

Опять же, в однопоточных тестах мы видим, что топовые процессоры x86 вырываются вперед с более высоким TDP. Разрыв между x86 и M1 не настолько велик, чтобы компенсировать тот факт, что топовые чипы Intel и AMD имеют 10-16 ядер, а M1 - это чип 4 + 4. Учитывая достаточную тактовую частоту, тепловой запас и количество ядер, x86 идет вперед. То же самое можно сказать о FX-55 и различных Prescotts относительно оригинального Pentium M.

В индустрии ЦП наблюдается тенденция, согласно которой высокоэффективные процессоры с более высокой производительностью на ватт имеют тенденцию масштабироваться до более высоких уровней абсолютной производительности, чем чипы с низким КПД, при более низкой производительности на ватт. Поскольку кривые мощности ЦП не являются линейными, последние несколько сотен МГц тактовой частоты, безусловно, являются самыми дорогими с точки зрения мощности и температуры, и кривая становится круче по мере приближения к 5 ГГц. Это означает, что улучшение IPC может быть более эффективным за счет создания дополнительных ресурсов на кристалле и снижения тактовой частоты, даже если новые функциональные блоки также требуют затрат энергии.

Мы недостаточно знаем о M1, чтобы делать какие-либо прогнозы относительно того, насколько высоко он может работать, но данные об эффективности, которые мы уже слышали, показывают, что у Apple есть по крайней мере некоторая свобода действий, чтобы сжечь энергию, чтобы получить частоту. Скорее всего, он построит более крупную SoC с большим количеством ядер процессора. Нет ничего безумного в том, чтобы в следующие 18-36 месяцев представить себе чип Mx класса рабочей станции с более крупными кэшами и 16-32 большими ядрами. Мы могли увидеть SoC с 6–16 ядрами ЦП (производные от FireStorm или A15) в течение года.

Мы можем предположить, что 5-нанометровый узел TSMC будет продолжать развиваться и его тактовая частота улучшится. Мы можем предположить, что Apple рассмотрит все стандартные рычаги и регуляторы, которые производители процессоров обычно настраивают для повышения производительности в области энергопотребления настольных компьютеров, например, более крупные кеши и более высокие тактовые частоты. Чем эффективнее M1 на исходном уровне, тем больше у Apple возможностей для экспериментов с различными методами улучшения его производительности. Прямо сейчас Apple имеет преимущества в производительности на ватт и абсолютном энергопотреблении во многих приложениях, и это именно то, чего я хотел бы, если бы я хотел свергнуть x86 в долгосрочной перспективе.

В любом случае проблема для обеих компаний не в самом M1. Это старшие братья M1, которых Apple будет использовать для своих продуктов более высокого класса, а также готовность потребителей и OEM-производителей переходить на платформы с лучшим временем автономной работы и более высокой производительностью.

AMD и Intel имеют достаточно хорошие возможности для борьбы с M1, хотя и по разным причинам. AMD слабее в мобильной сфере, чем Intel, но у нее есть потрясающая история о постоянных улучшениях, которые продолжаются с начала 2017 года по сегодняшний день. Мобильные компоненты AMD Zen 3 улучшат свою производительность по сравнению с M1, когда они появятся в следующем году. При условии, что он продолжит работу в Zen 4, а Zen 4 продолжит улучшать процесс, у AMD не будет особых проблем.

Почему чип M1 от Apple угрожает Intel и AMD

Между тем Intel на данный момент находится в довольно хорошей форме. Несмотря на то, что компания столкнулась с собственными производственными проблемами, текущий M1 от Apple ориентирован на рынок мобильных устройств, а Intel недавно обновила мобильные устройства с помощью Tiger Lake. Если бы Apple поставила оборудование TGL, Intel не оглянулась бы так далеко назад по сравнению с другими продуктами Apple. В краткосрочной перспективе вопрос заключается в том, как версия M1 для настольных ПК / рабочих станций может сравниваться с высокопроизводительными Xeon, когда Apple внедряет чип в рабочие станции. В долгосрочной перспективе большой вопрос для Intel и ее оставшихся OEM-партнеров - как пройдет 7-нм переход на мобильные устройства.

Если Intel сможет и дальше предлагать улучшения, полученные от Ice Lake, а теперь и от Tiger Lake, у нее будет собственная история улучшений, о которой стоит поговорить. Опасность здесь заключается в том, что 7-нанометровая технология будет отодвинута на задний план или компания будет вынуждена передать на аутсорсинг свою передовую производственную работу. Intel не собирается пытаться отыграть Apple - этот корабль уже отплыл - но ей абсолютно необходимо, чтобы у некоторых OEM-производителей были свои собственные положительные истории о времени автономной работы и производительности, даже в сравнении с системами на базе ARM.

M1 не волшебство. Он не быстрее x86 только потому, что является ядром ARM; Стандартные лицензионные ядра ARM не могут сравниться по производительности с процессорами x86. За годы кропотливой работы Apple далеко ушла от x86. Несмотря на это, нет гарантии, что Intel и / или AMD проиграют эту битву.

Но не заблуждайтесь - это будет драка. Ничто в характеристиках M1, размере кристалла, энергопотреблении или количестве ядер не говорит о том, что Apple не может продолжать масштабировать этот чип. Ничто не говорит о том, что он исчерпал свой потенциал или что IPC ядра не может продолжать улучшаться. Обычно я бы сказал, что нам следует ожидать ежегодного обновления, но, поскольку Apple планирует полный переход на ARM в следующем году, это может произойти быстрее. Однако к этому времени в следующем году компания должна иметь полную линейку продуктов для настольных компьютеров и ноутбуков, если только она не задержит опубликованный график перехода.

В последний раз, когда мы видели такое однобокое сравнение между многообещающим крупным конкурентом и двумя другими высокопроизводительными и менее эффективными микроархитектурами, новичок и его дети правили рынком в течение 11 лет. Не думайте, что M1 автоматически выиграет этот бой. Но имейте в виду, что это первый залп Apple, а не последний.

Читать далее

Amazon угрожает отключить приложение с его хостинговой платформой
Amazon угрожает отключить приложение с его хостинговой платформой

В некоторых странах частные службы обмена сообщениями фактически запрещены. Сигнал является одним из наиболее распространенных способов отправки зашифрованных сообщений, и он больше не сможет уклониться от этих запретов.

Apple защищает Killing OpenGL, OpenCL, поскольку разработчики угрожают восстанием
Apple защищает Killing OpenGL, OpenCL, поскольку разработчики угрожают восстанием

Планы Apple по уничтожению OpenGL не пользуются популярностью у разработчиков игр, и компания пытается еще больше объяснить свою позицию.

Гигантская марсианская пыльная буря угрожает возможности Rover
Гигантская марсианская пыльная буря угрожает возможности Rover

NASA говорит, что мудрый маленький ровер остается в рабочем состоянии, и команда надеется, что он встретит этот вызов, поскольку у него так много других.

Группы вымогателей теперь угрожают выпустить украденные данные, если компании не платят
Группы вымогателей теперь угрожают выпустить украденные данные, если компании не платят

Киберпреступники, стоящие за Maze Ransomware, создали веб-сайт, на котором они пообещали раскрыть, какие компании не «работают с [ими]» для восстановления данных.