Nová generace Apple Siliconu pro počítače Mac je tady
Apple svolal před šesti dny marketingovou akci pojmenovanou „Scary Fast“, kde včera oznámil – možná dříve, než se čekalo – procesory M3 pro počítače Mac. Tedy dlouho očekávanou novou generaci jeho „Apple Siliconu“ s novou architekturou a čipy vyráběnými na 3nm procesu, nyní nejmodernějším dostupném. Je ovšem možné, že přínosy budou trochu omezené, jak už trochu varuje případ telefonního A17 Pro. Apple také většině modelů nepřidal jádra.
Apple překvapil nejen tím, že akce byla oznámena nezvykle krátkou dobu dopředu a byla čistě online bez fyzických liturgií, ale hlavně tím, že odhalil a oznámil všechny kategorie procesorů naráz. Přichází tedy současně základní M3 i výkonné M3 Pro a Max pro dražší počítače (pravda, zatím chybí M3 Ultra), zatímco v předchozích generacích byly verze Pro a Max až později.
Celá rodina M3 je patrně založená na stejném 3nm procesu TSMC (měla by to být technologie N3B) jako procesor A17 Pro pro telefony, byť je možné, že v rámci toho, co proces nabízí, byl použitý odlišný tuning. Stejné jako v A17 Pro budou zřejmě i architektury jader CPU a GPU. Naznačovalo by to třeba i to, že v online přenosu je Apple uvedl prakticky stejným slajdem.
Nové velké jádro
O nové architektuře velkých jader se říká jen to, že má vylepšenou predikci větvení a více instrukčních dekodérů i vykonávacích jednotek (což znamená rozsáhlou architektonickou změnu).
Mezitím se objevily rozbory A17 Pro od Geekerwana, který zřejmě na základě mikrobenchmarků uvádí, že proti jádru v generaci M1 a M2 má nové velké jádro 9-wide místo 8-wide dekódování a již 8 místo 6 jednotek ALU; schopnost zpracovat větvení mají tři místo dvou z těchto osmi celočíselných ALU portů. Load/Store a FPU/SIMD část patrně rozšířena nebyla a ani se zatím nezdá, že by byly podporované SIMD instrukce SVE/SVE2.
Apple ale posílil počty registrů, které jsou použitelné pro přejmenování (u obecných z 350 na 368, u FPU/SIMD z 380 na 423), load a store fronty (load ze 128 na 145 položek, store z 60 na 65 položek), schedulery a také Reorder Buffer. Tyto kapacity jsou zjištěné analýzou, a nikoliv sdělené výrobcem, takže hodnoty nemusí být úplně přesné.
Podle Applu jsou velká (Performance) jádra „až“ o 15 % rychlejší proti generaci M2 (a až o 30 % proti M1). Toto by měla být kombinace nárůstu IPC (který ale podle A17 Pro není až tak velký, jak možná leckdo čekal) a navýšení frekvencí. Ty jako obvykle Apple nesdělil a bohužel také nevíme, kterých přesně procesorů řady M2 se toto srovnání týká, tedy proti jaké frekvenci je zde porovnáváno.
Vylepšené efektivní/malé jádro
O efektivních jádrech Apple uvádí, že mají „hlubší“ vykonávací engine, což může znamenat hlubší out-of-order fronty, Reorder Buffer, ale také by se pod tím mohlo schovávat prodloužení pipeline o další stupně (což někdy znesnadňuje zvyšování IPC, ale zase přináší vyšší frekvence). U těchto jader podle Applu stoupl výkon až o 30 % proti těm v generaci M2 a až o 50 % proti M1.
Nové GPU, podpora AV1
Už u A17 Pro bylo oznámeno nové GPU, což by se mělo týkat i procesorů M3. Podporuje hardwarové akcelerování raytracingových efektů, s jejímž využitím by GPU mělo být až 2,5× rychlejší „v profesionálních aplikacích“. Poprvé v grafikách Applu je podporován Mesh Shader (na platformě Windows ho už před časem zavedlo DirectX 12 Ultimate). Dále je nově přidaná technologie Dynamic Caching, která může zmírnit množství grafické paměti, kterou programy konzumují (mělo by jít o o alokaci, která reálně přiděluje paměť až při jejím prvním použití).
Apple na jednom místě uvádí, že GPU procesoru M3 (není úplně jasné, které verze, pokud není míněna přímo základní M3) může mít až o 65 % lepší výkon než grafika M1 (která měla méně jednotek), ale proti generaci M2 je výkon vyšší údajně jen o 20 %. Aktualizace: Nicméně podle slajdů je vyšší výkon také spojený se zvýšením spotřeby GPU, pro M3 uvádí Apple až 17 W (u M1 byla údajně spotřeba GPU 12,5 W, ale nevíme, zda jde o maxima, nebo nějaké nižší tzv. typické hodnoty). Jsou to ale pořád nízké hodnoty, pokud nemáte nerealistické představy typu že TDP M1 bylo jednociferné a tak podobně.
Také výkon jednotky NPU pro akceleraci umělé inteligence šel nahoru údajně až o 15 % proti generaci M2, Apple pro M3, M3 Pro i M3 max uvádí 18 TOPS. Počet jader zůstal stejný (16) a nejspíš neproběhl upgrade na novější architekturu jako v A17 Pro, nárůst výkonu vypadá jako něco dosaženého jen navýšením taktů.
Přínosná změna je v multimediálním bloku, kdy přibyla podpora hardwarového dekódování formátu AV1 (ale ne enkódování, v tomto tedy Apple zaostává za samostatnými grafikami Intelu, Nvidie a AMD vydanými v roce 2022).
Konfigurace: M3 má stejně jader
Konfigurace procesorů budou následující: M3 v základní verzi zůstává na 4 velkých a 4 malých jádrech a 10jádrovém GPU (1280 shaderů); v některých modelech ale bude osekaná verze s jen 8jádrovým/1024shaderovým GPU (počet jader CPU by měl zůstat stejný). Kapacity paměti nebudou zvýšené – výchozí varianta má stále jen 8 GB RAM, maximální kapacita je 24 GB. Šířka pamětí patrně zůstala 128 bitů.
Čip má podle Applu 25 miliard tranzistorů. Frekvence nebyly sdělené, jak již bylo řečeno – budeme si asi muset počkat na úniky v databázích typu Geekbench nebo novinářské a uživatelské testy. Podle Applu prý je procesor až o 20 % rychlejší v mnohovláknovém výkonu a má až o 20 % rychlejší GPU ve srovnání s M2.
Šachy u M3 Pro
M3 Pro má 12 jader, což je, zdá se, tvořeno šesti velkými jádry a šesti malými. Toto je zajímavé, protože v předchozích generacích mělo M1 Pro / M2 Pro osm velkých jader. Teoreticky by mohlo dojít k regresi výkonu, i když více malých jader by ji asi někdy mohlo vykompenzovat (možná ale hodně říká, že zatímco u M3 a M3 Max uvádí Apple nárůst mnohovláknového výkonu jak proti generaci M1, tak proti M2, u modelu M3 Pro se tomu vyhnul a uvádí nárůst výkonu jen proti M1 Pro).
Počet jader v GPU je 18 (2304 shaderů), což je downgrade z 19 u M2 Pro (nárůst výkonu má být proto mezigeneračně jen o 10 %). Paměťová kapacita začíná na 18 GB a je možné připlatit za 36 GB RAM.
Tato nezvyklá kapacita ukazuje, že Apple pravděpodobně zúžil paměťovou sběrnici na 192 bitů (zatímco v předchozích generacích byla 256bitová), ale používá čipy LPDDR5 s kapacitou 24 Gb. Toto asi potvrzují oficiální rendery procesoru, ukazující tři pouzdra s pamětí místo čtyř, a zdá se, že Apple také uvádí propustnost jen 150 GB/s místo 200 GB/s u M2 Pro (což také říká, že jsou stále použité stejné paměti LPDDR5-6400 jako v generaci M2).
Ovšem opět bude v prodeji i osekaná verze, která snižuje počet jader v GPU z 18 na 14 (1792 shaderů) a počet jader z celkových 12 na 11 – zřejmě asi na pět velkých a 6 malých. Čip použitý v M3 Pro má celkově fyzicky obsahovat 37 miliard tranzistorů.
Podle Applu je prý procesor až o 20 % rychlejší v mnohovláknovém výkonu, ale jen proti M1 Pro, jak už bylo řečeno (takže proti M2 Pro asi plichta nebo prohra?), a má až o 10 % rychlejší GPU ve srovnání s M2 Pro.
Upgrade M3 Max
Až nejvýkonnější verze M3 Max přináší upgrade v počtu jader. Má 16 jader, což má být tvořeno 12 výkonnými a čtyřmi malými. GPU má již 40 jader (5120 shaderů). Kapacita paměti může být 48 GB, 64 GB nebo 128 GB – zde je zřejmě použito 512bitové paměťové rozhraní a stejné paměti LPDDR5-6400 jako v předchozích generacích, propustnost je stejných 400 GB/s. Tato verze křemíku má obsahovat 92 miliard tranzistorů.
Levnější konfigurace je ale opět osekaná, a to na 14 jader, zatím nevíme, zda byla provedena probírka v malých, či velkých jádrech, ale předpokládáme druhou možnost, tedy 10 velkých, 4 malá jádra (Apple ve svém e-shopu a stránkách přestal rozlišovat mezi velkými a malými jádry, takže ve specifikacích při koupi tápete). Tato ořezaná konfigurace má jen 30jádrové GPU (3840 shaderů) a lze ji koupit s 36 GB paměti nebo s 96 GB paměti, což by asi ukazovalo na to, že Apple u této levnější verze osekal také šířku paměti na 384bitovou sběrnici (propustnost je u nich, zdá se, jen 300 GB/s).
Podle Applu je prý procesor až o 50 % rychlejší v mnohovláknovém výkonu (zde je tedy s přehledem největší pokrok díky navýšení počtů jader) a má až o 20 % rychlejší GPU ve srovnání s M2 Max.
Pokrok menší, než se čekalo?
Apple v prezentaci neuvádí výkonnostní srovnání jen s generací M2, ale i s původní generací M1 (kde jsou logicky procenta vyšší). Pokrok jednovláknového výkonu „až“ o 15 % proti generaci M2 přesto, že M3 má jak novou architekturu, tak pokročilejší 3nm proces, není příliš velký. Zda je to zklamání, to samozřejmě závisí na předešlých očekáváních, ale je pravda, že minimálně do okamžiku, kdy se ukázal výkon A17 Pro, si asi „hype train“ okolo nové generace Apple Siliconu věřil na víc.
S hodnocením toho, o kolik se výkon zlepšil, bude ale vzhledem k vágním informacím a tradičně neprůhledným srovnáním Applu lepší počkat až na nezávislá měření a recenze. Byť i ty někdy nejsou úplně užitečné, hlavně v první vlně, kdy má hardware zapůjčený dost kontrolovaný výběr novinářů (takže třeba v prvních recenzích M1 hodně převažovaly dojmy oproti nějakým reálným kvantitativním srovnáním).
Vydání už příští týden
Apple oznámil odhalení těchto procesorů, respektive onen „event“ (řečí reklamštiny) až po odhalení Snapdragonu X Elite, které vzbudilo značnou pozornost. Tudíž se objevily názory, že možná jde o narychlo uspořádanou nebo posouvanou akci, i vzhledem k tomu, že firma obvykle tyto věci oznamuje s delším předstihem, zatímco nyní to bylo jen 6 dní. Prezentace také byla jen online, nikoliv s živým představením a možností osobní participace.
Ale toto je asi jenom zdání a v nějaké formě musela firma mít tuto premiéru plánovanou, protože procesory jsou již připravené k vydání. M3 a M3 Pro se začnou prodávat již příští týden (7. 11.), a to ve třech zařízeních. M3 bude v all-in-one počítači iMac s 24palcovým displejem a ve 14palcovém MacBooku Pro. Procesory M3 Pro a Max bude možné koupit v tomto MacBooku Pro se 14palcovou úhlopříčkou a také v 16palcovém MacBooku Pro. Verze s procesorem M3 Max vyjdou o něco později, ale stále by prý měly být expedovány před koncem listopadu.
Zdroje: AnandTech, Apple (1, 2), Tom’s Hardware
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
