Druhá generace desktopových procesorů Apple je spíš mírný pokrok à la A15
Když Apple v roce 2020 vydal první počítače s macOS poháněné vlastními procesory ARM nazvanými „Apple Silicon“, byly mohutně oslavované. Někdy zaslouženě, někdy možná i trochu přehnaně, ale technologicky každopádně patřily ke špičce. Nyní po dvou letech firma uvádí druhou generaci nazvanou M2. Vypadá to nicméně, že proti M1 půjde tentokrát o omezenější pokrok, podobně jako u čipu A15 pro telefony, Apple zejména posílil GPU.
Apple včera rozpoutal svou tradiční konferenci WWDC, která je zaměřená dílem na vývojáře softwaru pro platformu, dílem také na představování novinek a s tím spojený mediální marketing. Letos na něm byla oznámena nová generace notebooků s procesory M2.
Kdo čekal další senzaci, možná bude zklamán, hned na začátek je třeba říct, že procesory M2 byly asi plánovány jako menší upgrade předchozí generace. Zásadní faktor v tomto může hrát výrobní proces. Apple agresivně využívá nové výrobní procesy a to, že dovolují na čip dostat více tranzistorů a získat při stejné spotřebě více výkonu. Procesor M2 ale neměl v plachtách tento vítr, protože je stále vyráběný 5nm procesem (jako M1, A14 a A15), nikoliv novou technologií. Apple sice uvádí, že jde o druhou generaci 5nm technologie, ale rozdíl v parametrech bude nanejvýš na úrovni jednotek procent, pokud jde o dvě různé verze procesu rodiny N5.
Apple investoval do většího počtu tranzistorů, ten vzrostl z 16 na zhruba 20 miliard a čip je podle ilustrací výrazně větší. Ale to, že proces nezlepšil energetickou efektivitu, asi přesvědčilo Apple ponechat nějakou silnější novou architekturu až na příště.
Je nicméně třeba dodat, že 5nm proces je dnes i po dvou letech zcela špičková technologie. Procesory x86 od Intelu a AMD zatím pořád čekají na 5nm (nebo o něco lepší, ale pořád srovnatelnou 4nm) výrobu. To je jeden z faktorů, které procesorům M1 a teď M2 dodaly jejich excelentní poměr výkon/spotřeba. AMD by mohlo mít 5nm procesory pro notebooky („Phoenix“) v H1 2023, Intel 4nm Meteor Lake pravděpodobně o něco málo později.
M2 je zároveň založený na architektuře jader CPU, která již měla premiéru v telefonech loni (v čipu A15, u kterého již také byl pozorován relativně menší přírůstek výkonu, než možná fanoušci čekali). Velká jádra mají architekturu Avalanche a malá jádra sice nebyla potvrzena, ale pravděpodobně by také mohlo jít o Blizzard z A15. Politika Applu je zřejmě odvozovat výkonnější procesory pro desktop a notebooky z těch mobilních, a ne naopak, tudíž M2 nedostal novější a potenciálně výkonnější architekturu, kterou Apple uvede letos na podzim v telefonních čipech A16. Pro pořádek: jádra v procesoru M2 tím pádem nepodporují architekturu ARMv9 a instrukce SVE/SVE2.
A Apple také zůstal u víceméně stejné konfigurace – tedy co se týče CPU. Procesor je tedy big.LITTLE osmijádro se čtyřmi velkými/výkonnými jádry Avalanche a čtyřmi malými/efektivními jádry. Ta mají údajně významné nárůsty výkonu (což se snad projevovalo také u A15). To o něco pomůže celkovému mnohojádrovému výkonu.
Větší kapacita a propustnost pamětí
Nastala zlepšení v paměťovém subsystému. Procesor dostal větší sdílenou L2 cache pro velká jádra – ta má místo 12 MB nyní 16 MB. U malých jader zvětšení nenastalo, jejich sdílená L2 cache má stále 4 MB. Velkou změnou je však použití výkonnější RAM. Zatímco M1 je ještě osazený LPDDR4X-4266, procesor M2 přechází na paměti LPDDR5-6400. Dosáhne díky tomu propustnosti něco přes 100 GB/s, což by mělo být 50% zlepšení proti M1.
Významné pro řadu uživatelů by mohlo být, že procesory M2 budou podporovat také vyšší kapacitu paměti – nově až 24 GB, zatímco u M1 bylo (relativně nízkým) stropem 16 GB. Toto je zřejmě dosaženo ne osazením více paměťových kanálů (to by zvýšilo propustnost ještě nad rámec oznámeného zlepšení díky LPDDR5), ale pravděpodobně použitím čipů LPDDR5 s kapacitou 12 Gb (1,5 GB). Mělo by tedy být osazeno 16 čipů DRAM, každý s 8bitovým rozhraním pro celkově 128bitovou sběrnici (všechny tyto čipy ale zřejmě budou sdružené jen do dvou pouzder).
Vedle této plné kapacity budou jako levnější možnosti nabízeny kapacity RAM 8 GB a 16 GB. Bohužel to tedy není tak, že by byly levnější verze notebooků automaticky upgradovány na 12 GB.
Velká jádra Avalanche nejsou zřejmě výrazně přepracovaná a zrychlená proti jádrům Firestorm v M1 (například zůstaly stejné L1 cache – 192 kB pro instrukce, 128 kB pro data). Nárůst jednovláknového výkonu by tedy mohl být relativně nedramatický. Částečně by mohl být dosažen zvýšením taktovací frekvence – každých 100 MHz by dokázalo dodat samo asi 3 %. Apple ale bohužel zatím frekvenci neprozradil a neuvádí ani údaje o jednovláknovém výkonu.
O 18 % vyšší mnohovláknový výkon
Jediný údaj o výkonu CPU, který Apple v prezentaci sdělil, je číslo pro mnohovláknový výkon. Podle firmy má M2 v nejmenované mnohovláknové úloze dosáhnout o 18 % vyššího mnohovláknového výkonu. Je asi pravděpodobné, že nárůst mnohovláknového výkonu bude vyšší (třeba i díky rychlejší paměti, ale také kvůli posílení malých jader) než jednovláknového, pakliže se Apple rozhodl vypíchnout zrovna toto číslo. Již telefonní verze A15 totiž v Geekbenchi signalizovala podobný výsledek – asi 8–10% zlepšení jednovláknového a 20% zlepšení mnohovláknového skóre. M2 by mohl dopadnout podobně.
O 35 % rychlejší GPU s 1280 shadery
Apple udělal o něco větší upgrade u integrované grafiky. U té byl počet výpočetních jednotek navýšen o 25 %. Apple uvádí, že GPU má 10 jader, což by mělo znamenat 1280 shaderů. Současně se, zdá se, také zvětšila L2 cache GPU. Prodávat se ale bude také levnější verze se dvěma jádry vypnutými, tedy s 8 jádry / 1024 shadery (u M1 měla ořezaná verze 7 jader a plnotučná 8 jader). Toto zvětšení opět kopíruje změny mezi telefonními SoC A14 a A15, ale tam šlo o přechod ze 4 na 5 jader GPU.
Výsledný výkon integrované grafiky má být podle Applu až o 35 % lepší – většinu z toho asi dělá 25 % jader navíc. Nějaké zlepšení by asi mohlo být i z navýšení frekvence. Apple nezmiňuje, zda má GPU novou architekturu a nějaká zlepšení výkonu plynoucí přímo z toho. Ale zatímco pro M1 s 10 jádry se uváděl teoretický výkon 2,6 TFLOPS, u M2 už firma říká 3,6 TFLOPS (cca +38,5 %). To by indikovalo, že frekvence GPU šla nahoru o 10–11 %, mohla by tedy být někdo okolo 1400 MHz. Je-li toto pravda, pak je asi architektura GPU stejná jako v M1.
Konektivita, zdá se, bez větších změn
GPU podporuje připojení externího monitoru s rozlišením až 6K. Ale zřejmě pořád jen jednoho. Toto omezení procesoru M1 tedy zůstává. Akcelerace videa také, zdá se, umí jen již dříve podporované formáty, chybí tedy hardwarové dekódování nebo enkódování AV1.
I další konektivita, zdá se, neprošla nějakými velkými změnami, podpora USB a Thunderboltu by snad měla být na stejné úrovni jako v M1.
Největší nárůst výkonu má akcelerátor AI
Také výkon jednotky pro umělou inteligenci má stoupnout, a to dokonce až o 40 %. Není jasné, zda je to změnou architektury (dost možná ano), nebo opět razantnějším navýšením frekvencí, ale výkon pro výpočty neuronových sítí má narůst z 11 na 15,8 TOPS (tedy operací s hodnotami INT8). Přitom by „Neural Engine“ měl mít stále stejných 16 jader. Mimochodem, stejný výkon uvádí Apple také pro čip A15, takže AI jednotka je asi stejná jako v telefonech.
Podle marketingových slajdů to vypadá, že by M2 mělo cílit na stejnou spotřebu, jakou měl procesor M2. Například onen o 18 % zvýšený mnohovláknový výkon má být se stejným příkonem, jaký mělo i M1, což podle Applu má být 15 W (nicméně reálně se při zátěži M1 dá, zdá se, dostat výš, až na 20 W s jádry CPU a nějakých 30 W, pokud je souběžně zatížené GPU).
Přiznané je ale možná určité navýšení spotřeby integrované grafiky, protože onen o 35 % vyšší grafický výkon je snad při zvýšení spotřeby z cca 12 W na 15 W (hodnoty jen odhadujeme dle grafu, Apple neuvádí přímo čísla). V praxi se ale možná spotřeby obou čipů budou lišit víc, to asi budou muset ukázat až recenze.
M2 bude v MacBoocích Air a Pro, ne v Macu Mini
Jako vždy tyto procesory budou jen exkluzivně v zařízeních Apple. Apple zatím oznámil na M2 založené MacBooky Pro s 13palcovou úhlopříčkou, které by měly používat již prodávané šasi. Základní verze s jen 8GB RAM a 256GB SSD (u něhož byste se měli dvakrát rozmyslet, není totiž později rozšiřitelné ani vyměnitelné) stojí 1299 dolarů. U nás 38 990 Kč / 1619 €.
Naopak nový design by měl mít druhý počítač s M2, kterým je MacBook Air s 13,6″ úhlopříčkou, který má mimo jiného také jako novinku nabíjecí konektor MagSafe (vyžaduje tedy speciální kabel). Cena začíná na 1199 $, u nás 36 990 Kč/1519 €, ale opět je to za onu nejlevnější variantu s 8GB operační pamětí a hubeným 256GB SSD.
Zatímco M1 bylo od začátku nabízeno také v miniaturním stolním počítači Mac Mini, ten tentokrát procesor M2 nedostane. Nebo minimálně ne teď, Apple Mini nabízí pořád jenom s M1.
Apple zatím neřekl nic o tom, zda od M2 budou odvozené také výkonnější verze Pro a Max a dvoučipová Ultra. Za normálních okolností by se s nimi asi dalo počítat, ale je otázka, zda tyto výkonnější následníky třeba už Apple neodvodí od nové architektury z telefonního procesoru A16 – měly by totiž používat separátní odlišný křemík. V takovém případě by mohly být v generaci M2 tyto výkonnější verze přeskočeny a možná by se mohlo skočit rovnou na M3 Pro/Max a M3 Ultra. Ale to je zatím všechno jen spekulace.
Zdroje: ComputerBase, TechPowerUp
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
