Apple M1

پردازنده اپل Apple M1

پردازنده CPU Apple M1 یک پردازنده رده بالا از نسل اول سری Apple M برای لپ‌تاپ‌های هشت هسته‌ای بر اساس معماری ARMv8 است. از سیستم های 64 بیتی پشتیبانی میکند. یک سیستم روی تراشه (SoC) از اپل است که در اواخر سال 2020 بر روی مدل های مک بوک ایر، مک بوک پرو 13 و مک مینی یافت می شود.

تنها یک پیکربندی از تراشه CPU Apple M1 وجود دارد. شما نمی توانید برای دریافت پردازنده قدرتمندتر هزینه ای بپردازید. زیرا هر پیکربندی از سه دستگاه اعلام شده دارای پردازنده یکسانی خواهد بود. اگرچه MacBook Pro و Mac mini به لطف قدرت بالاتر و فضای بیشتر برای خنک کننده دارای عملکردی عالی هستند.

ارزان ترین دستگاه مک مینی جدید با قیمت پایه 699 دلار است که یک رایانه رومیزی سطح ابتدایی اپل است.

پردازنده از سوکت Apple M-Socket پشتیبانی میکند. نسخه PCI Express 4 میباشد. این پردازنده در 17 نوامبر 2020 به بازار معرفی گردید. این تراشه‌ مبتنی بر فناوری مشابه پردازنده‌های سری A آیفون و آی‌پد با برخی تغییرات مهم برای مک‌ بوک ها میباشد. این پردازنده مشابه تراشه A14 در مدل‌های آیفون و آی‌پد ایر تا سال 2020 است.

با پردازنده M1 می‌توانید انتظار عملکرد بسیار سریع‌تر، گرافیک بسیار بهبود یافته و عمر باتری بیشتری را نسبت به نسل های قبلی داشته باشید. برخلاف تراشه‌های اینتل که بر اساس معماری x86 ساخته شده‌اند پردازنده Apple Silicon M1 از معماری مبتنی بر Arm بسیار شبیه تراشه‌های سری A استفاده می‌کند که اپل سال‌هاست برای آیفون‌ها و آی‌پدها طراحی کرده است.

بیشتر بدانید

CPU Apple M1 در مقایسه با تراشه‌های اینتل که در دستگاه‌های نسل قبل استفاده می‌شد تا 3.5 برابر عملکرد پردازنده سریع‌تر، 6 برابر عملکرد GPU سریع‌تر و تا 15 برابر قابلیت‌های یادگیری ماشینی سریع‌تر را به ارمغان می‌آورد.

همچنین شرکت اپل ادعا میکند که سه برابر در هر وات قدرتمندتر از “آخرین تراشه لپ تاپ رایانه شخصی” تا سال 2020 است.

M1 Mac یک سیستم کامل روی یک تراشه یا SoC است. این بدان معناست که اپل توانست مجموعه کاملی از قطعات را در یک بسته قرار دهد که باعث کاهش بار مادربرد گردد. با کاهش تأخیر و کاهش نیاز به برق عملکرد سیستم افزایش می‌ یابد.

در مقایسه با جدیدترین تراشه‌های لپ‌تاپ رایانه شخصی، M1 عملکرد CPU را 2 برابر سریع‌تر ارائه می‌کند و این کار را تنها با استفاده از 25 درصد انرژی انجام می‌دهد.

جهت دریافت اطلاعات بیشتر میتوانید به صفحه ذیل مراجعه نمایید.

تعداد هسته ( Core ) و رشته ( Thread ) پردازنده CPU Apple M1

پردازنده اپل M1 دارای 8 هسته و 8 رشته ( Thread ) میباشد. 8 هسته شامل چهار هسته عملکرد (Performance) و چهار هسته بازده انرژی (Power Efficiency) میباشد. 4 هسته بزرگ عملکرد 192 کیلوبایت کش دستورالعمل (Instruction)، 128 کیلوبایت کش داده (Data)و 12 مگابایت کش L2 مشترک (Shared) را ارائه می دهند.

چهار هسته کوچکتر بازده انرژی تنها 128 کیلوبایت کش دستورالعمل، 64 کیلوبایت کش داده و 4 مگابایت کش مشترک را ارائه می دهند. طبق گفته شرکت اپل عملکرد این هسته ها باید بهتر از هر مدل پردازنده در بازار در اواخر سال 2020 باشد.

در مجموع 4 هسته بازده انرژی و 4 هسته عملکرد 2 مگابایت کش دستورالعمل (Instruction)، 16 مگابایت کش داده (Data)و 8 مگابایت کش L2 مشترک (Shared) را ارائه می دهند.

هسته های بازده یا خوشه E در معماری با فرکانس 600 – 2064 مگاهرتز و هسته های عملکرد یا خوشه P در معماری با فرکانس 600 – 3204 مگاهرتز کار میکنند.

هسته های با کارایی بالا به گونه ای طراحی شده اند که بهترین عملکرد را برای کارهای تک رشته ای پرقدرت ارائه دهند. چهار هسته با کارایی بالا می توانند با هم کار کنند تا عملکرد چند رشته ای چشمگیری را ارائه دهند و به مک بوک مجهز به M1 اجازه می دهد حتی از بالاترین مدل های 16 اینچی مک بوک پرو نیز پیشی بگیرد.

بنچمارک های مک بوک ایر، مک بوک پرو و مک مینی عملکرد چشمگیر CPU Apple M1 را تایید کرده اند. برخی از تفاوت‌های حرارتی بین مدل‌ها وجود دارد، اما همه آنها بالاترین عملکرد تک هسته‌ای را نسبت به دیگر مک‌ها و عملکرد چند هسته‌ای همتراز با رایانه‌های رومیزی اپل دارند.

بیشتر بدانید

برای کارهایی که فشرده‌تر هستند و به انرژی مشابهی نیاز ندارند ( مانند مرور وب ) چهار هسته با بازده انرژی بالا وجود دارد که از یک دهم انرژی برای حفظ عمر باتری استفاده می‌کنند. شرکت اپل می‌گوید این هسته‌ها عملکردی مشابه نسل قبلی مک بوک ایر دو هسته‌ای دارند. اما دارای قدرت بسیار پایین‌تری هستند. این هسته‌ها می‌توانند به تنهایی زمانی که به قدرت قابل توجهی نیاز نیست کار کنند.

برای کارهای سخت می‌توان هر هشت هسته CPU Apple M1 را در یک زمان درگیر کرد.

به بیان دیگر هسته های با کارایی بالا برای بارهای کاری کوتاه مدت هستند که نیاز به مقدار زیادی پردازنده تک هسته ای با فرکانس بالا دارند. هسته های با راندمان بالا بسیاری از وظایف پس زمینه را انجام می دهند. از این طریق هسته های قدرتمندتر را آزاد بگذارید تا به کارهای سخت تری که پیش می آیند رسیدگی کنند.

پردازده گرافیکی ( Intel Graphics )

کارت گرافیک یکپارچه Apple M1 GPU (8-core) نسل 1  و شامل 8 هسته در مدل پرو و 7 هسته در مک بوک ایر است. حداکثر عملکرد 2.6 ترافلاپس (teraflops) است. شرکت اپل ادعا می کند که این کارت گرافیک در زمان معرفی در سال 2020 سریعتر از هر iGPU دیگری است.

حداکثر از 2 نمایشگر پشتیبانی میکند. فرکانس پایه و توربو پردازنده گرافیکی به ترتیب 450 و 1278 مگاهرتز میباشد. تعداد واحد های محاسباتی 128، Shader آن 1024 و از تکنولوژی 5 نانومتر پشتیبانی میکند. حداکثر رم کارت گرافیک 8 گیگابایت میباشد. حداکثر رزولیشن مورد پشتیبانی 6016×3384 در 60 هرتز میباشد.

میزان برق مصرفی (TGP) 15 وات میباشد. میزان TMUsو ROPs به ترتیب 64 و 32 میباشد. مدل 8 هسته ای می‌تواند نزدیک به 25000 رشته را به طور همزمان اجرا کند.

تست های عملکرد گرافیکی نشان داده اند که تراشه M1 عملکردی فراتر از GeForce GTX 1050 Ti و Radeon RX 560 ارائه می دهد. همچنین امتیاز OpenCL 19305 را به دست آورد. این امتیاز مشابه Radeon RX 560X و Radeon Pro WX 4100 میباشد.

Apple M1 GPU از کاز گرافیک Intel Iris موجود در مک‌بوک‌های پایین‌رده نیز قدرتمندتر است.

حافظه ( رم )

پردزانده اپل M1 دارای کنترلر حافظه یکپارچه LPDDR4X-4266 MHz SDRAM میباشد. این پردازنده از حافظه دو کاناله پشتیبانی می کند. حداکثر رم پشتیبانی 16GB میباشد. اما حتی 8 گیگابایت پایه برای کارهای روزمره کافی است. پردازنده از فناوری ECC Memory پشتیبانی نمیکند. نسخه PCIe مورد پشتیبانی 4 میباشد. حداکثر پهنای باند 68.2 GB/s میباشد.

معماری حافظه یکپارچه که در تراشه CPU Apple M1 تعبیه شده است به CPU، GPU و سایر اجزای پردازشگر اجازه می‌دهد نیازی به کپی کردن داده‌ها بین یکدیگر نداشته باشند و می‌توانند به یک مخزن داده دسترسی داشته باشند. این امر باعث بهبود سرعت و کارایی قابل توجهی برای M1 می شود.

این معماری حافظه به این معنی است که RAM قابل ارتقا توسط کاربر نیست. این موضوع خیلی تعجب آور نیست زیرا تعداد کمی از Mac ها دارای RAM قابل دسترسی برای کاربر هستند.

حداکثر رم M1 Mac 16 گیگابایت است، اما حتی 8 گیگابایت پایه برای کارهای روزمره کافی است.

16 میلیارد ترانزیستور روی M1 وجود دارد که بیشترین میزانی است که اپل تا به حال در تراشه ای برای سریع ترین هسته CPU موجود در سیلیکون کم مصرف و عملکرد بی نظیر CPU در هر وات قرار داده است.

طراحی تراشه اپل به آن اجازه می‌دهد مک‌های سریع‌تر و کارآمدتر از آنچه که با تراشه‌های طراحی‌شده اینتل امکان‌پذیر بود ایجاد کند، و پیشرفت‌های بیشتر از طریق یکپارچه‌سازی دقیق‌تر تراشه‌ای طراحی‌شده توسط اپل همراه با نرم‌افزار طراحی‌شده توسط اپل در دسترس هستند.

معماری ( Architecture ) CPU Apple M1

معماری پردازنده اپل M1 شامل موارد ذیل و موارد دیگر است که همگی ویژگی‌های مختلف مک بوک را تامین می‌کنند.

1. CPU
2. GPU
3. معماری حافظه یکپارچه (RAM)
4. موتور عصبی (Neural Engine) سریع 16 هسته‌ای با حداکثر عملکرد 11 TOPS برای شتاب سخت‌افزاری هوش مصنوعی
5. Secure Enclave
6. کنترلر SSD
7. پردازشگر سیگنال تصویر
8. موتورهای کد/رمزگشایی
9. کنترلر Thunderbolt با پشتیبانی از USB 4

از نظر تئوری جمع کردن همه اینها در یک بسته به این معنی است که اپل می تواند شروع به تولید مک بوک های بسیار نازک تری کند. شبیه به تراشه مایکروسافت SQ1 در سرفیس پرو ایکس میباشد.

CPU Apple M1 شامل 16 میلیارد ترانزیستور است. این تعداد ترانزیستور بیشترین میزانی است که شرک اپل تا سال 2020  برای سریع ترین هسته CPU موجود در سیلیکون کم مصرف و عملکرد بی نظیر CPU در هر وات قرار داده است.

طراحی تراشه اپل به آن اجازه می‌دهد مک‌ بوک ها سریع‌تر و کارآمدتر از تراشه‌های طراحی‌شده اینتل باشند. پیشرفت‌های بیشتر از طریق یکپارچه‌سازی دقیق‌تر تراشه‌ای طراحی‌شده توسط اپل همراه با نرم‌افزار طراحی‌شده توسط اپل در دسترس هستند.

در TSMC در 5 نانومتر تولید می شود. با 10 میلیارد ترانزیستور A12Z Bionic دو برابر تراشه Tiger Lake-U مانند i7-1185G7 میباشد. از Hyperthreading و Overclocking پشتیبانی نمیکند.

قبل از سیلیکون اپل (Apple Silicon) مک‌ بوک ها از تراشه‌های متعددی برای CPU، I/O و امنیت استفاده می‌کردند. تلاش شرکت اپل برای یکپارچه‌سازی این موارد سبب گردیده تا تراشه M1 بسیار سریع‌تر و کارآمدتر از تراشه‌های قبلی اینتل است.

معماری حافظه یکپارچه ای که اپل گنجانده است نیز یک عامل مهم است زیرا تمام فناوری های موجود در M1 قادر به دسترسی به داده های یکسان بدون نیاز به جابجایی بین چندین مجموعه حافظه هستند.

موتور عصبی (Neural Engine)

تراشه CPU Apple M1 دارای یک موتور عصبی داخلی است. قطعه ای که شرکت اپل برای اولین بار چند سال پیش شروع به اضافه کردن آن به تراشه های سری A خود کرد. Neural Engine برای تسریع وظایف یادگیری ماشین در سراسر Mac برای مواردی مانند تجزیه و تحلیل ویدیو، تشخیص صدا، پردازش تصویر و موارد دیگر طراحی گردیده است.

موتور عصبی 16 هسته ای قادر به انجام 11 تریلیون عملیات در ثانیه است. در مقایسه با نسل قبلی عملکرد یادگیری ماشینی تا 15 برابر سریعتر از مدل هایی است که به M1 منتقل شده اند.

مصرف برق ( Power Consumption )

شرکت اپل پردازنده CPU Apple M1 را در دو نوع TDP به بازار عرضه کرده است. یک نوع 10 واتی خنک کننده غیرفعال برای مک بوک ایر و یک نوع خنک کننده فعال سریعتر 14 وات برای مک بوک پرو 13 و مک مینی میباشد. طبق گفته شرکت اپل اینها باید عملکرد پایدارتری را ارائه دهند.

علی رغم بهبود سرعت باورنکردنی که تراشه M1 به ارمغان می آورد، نسبت به هر چیپ مک بوک دیگری که اپل تا به امروز عرضه کرده است، نسبت به باتری کارآمدتر است.

عمر باتری در M1 Mac تا 2 برابر بیشتر از Mac های نسل قبلی دوام می آورد. مدل مک بوک با بیشترین عمر باتری مربوط به مک بوک پرو 13 اینچی است که تا 20 ساعت دوام می آورد. این میزان دو برابر عمر باتری مدل قبلی است.

ویژگی های امنیتی M1

مک بوک های اینتل دارای یک تراشه داخلی T2 بودند که امنیت و سایر ویژگی های مک را مدیریت می کرد. اما با تراشه‌های CPU Apple M1 این قابلیت به درستی ایجاد و تراشه ثانویه مورد نیاز نیست.

M1 دارای یک محفظه امن داخلی است که Touch ID را مدیریت می کند و دارای یک کنترلر ذخیره سازی با سخت افزار رمزگذاری AES برای عملکرد SSD میباشد که سریع تر و ایمن تر است.

معیارهای تست ( Benchmark )

امتیاز پردزانده CPU Apple M1 در بنچمارک Cinebench R23 در حالت تک هسته ای 1513 و در حالت چند هسته ای 7742 میباشد.

امتیاز پردازنده در بنچمارک PassMark در حالت تک هسته ای 3706 و در حالت چند هسته ای 14185 میباشد.

در بنچمارک Geekbench 6 امنیاز سی پی یو در حالت تک هسته ای 2384 و در حالت چند هسته ای 8788 میباشد.

در حالت مقایسه مک بوک مینی با امتیاز 1702 تک هسته‌ای و امتیاز چند هسته‌ای 7380 Geekbench 5 بالاترین عملکرد را دارد. مک‌بوک ایر و مک‌بوک پرو پس از آن قرار گرفتند.

میانگین نتایج تست پردازنده CPU Apple M1 به شرح ذیل میباشد.

تراشه های CPU Apple M1 در هر دو مدل مک بوک ایر و مک بوک پرو دارای 8 هسته CPU هستند که به 4 هسته با کارایی بالا و 4 هسته با بازده انرژی تقسیم می شوند. مک بوک ایر با قیمت پایه 999 دلاری دارای یک پردازنده گرافیکی 7 هسته ای است. مک بوک ایر با قیمت پایه 1249 دلاری دارای یک پردازنده گرافیکی 8 هسته ای و فضای کمی بیشتر برای پردازش است.

مدل پرو با قیمت 1299 دلاری دارای همان پردازنده M1 مک بوک ایر 1249 دلاری است، اما بدلیل طراحی مبتنی بر فن که قدرت خنک کنندگی بیشتر را ممکن می کند نسبت به مدل Air سریع تر است.

برنامه های تراشه CPU Apple M1

یکی از بزرگ‌ترین ویژگی‌های تراشه اپل M1 امکان اجرای برنامه‌های iOS و iPadOS میباشد. زیرا تراشه M1 مانند تراشه‌های سری A در آیفون و آی‌پد مبتنی بر ARM است. این بدان معناست که توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های آیفون و آی‌پد خود را با تغییرات کمی برای پردازنده M1 ارائه کنند. با این حال همه توسعه دهندگان از این فرصت استفاده نمی کنند.

اپل برای برنامه های مبتنی بر پردازنده اینتل از ترکیبی از فرآیندها استفاده می کند تا همه اینها کار کند. ابتدا شرکت اپل تمام برنامه های کاربردی خود را برای پشتیبانی از تراشه M1 به روز کرد. سپس توسعه‌دهندگان شخص ثالث دستورالعمل‌هایی را برای نحوه ایجاد نسخه‌های باینری جهانی از برنامه‌های خود ارائه کردند که از سیلیکون اپل و مک‌های مبتنی بر اینتل پشتیبانی می‌کنند.

برای برنامه هایی که ممکن است از این جریان جا مانده باشند شرکت اپل نسخه جدیدی از فناوری ترجمه برنامه با نام Rosetta 2 را ارائه نمود. Rosetta 2 برنامه‌ها را در حین نصب پردازش می‌کند و از به‌روزرسانی افزونه‌ها نیز پشتیبانی می‌کند. برخی از برنامه ها با کاهش عملکرد محدود به کار خود ادامه خواهند داد.

نسخه اولیه با نام Rosetta برای زمانی که برنامه ها در سال 2006 از پردازنده‌های PowerPC به اینتل منتقل شد ارائه گردید.

Boot Camp برای M1 Mac وجود ندارد و M1 Mac ها به طور رسمی قادر به اجرای ویندوز نیستند. اگرچه برخی از کاربران در حال کشف راه هایی برای کارکرد آن هستند. پشتیبانی رسمی ممکن است در آینده ارائه شود.

این امر تا حد زیادی بستگی به این دارد که مایکروسافت مجوز نسخه مبتنی بر Arm ویندوز خود را به مصرف کنندگان بدهد. متاسفانه تاکنون این اتفاق نیفتاده است.

بیشتر بدانید

M1 Mac می‌تواند برنامه‌های iPhone و iPad و همچنین برنامه‌های Mac را اجرا کند. این امر تا زمانی است که توسعه‌دهندگان برنامه آن‌ها را در Mac در دسترس قرار دهند.

در گذشته راهی برای بارگذاری جانبی هر برنامه iOS در M1 Mac وجود داشت. اما این عملکرد در ژانویه 2021 حذف شد.

لیست لپ تاپ های موجود در فروشگاه

لیست لپ تاپ های موجود در فروشگاه دیجی کامپ کالا با پردازنده CPU Apple M1 به شرح ذیل میباشد. همگی این لپ تاپ ها در سال 2020 تولید و به بازار عرضه گردیده اند.

1 – لپ تاپ مک بوک پرو 2020 شرکت اپل با اندازه صفحه نمایش 13.3 اینچ. برای آگاهی از قیمت و شرایط بر روی لینک MacBook Pro 2020 M1 کلیک نمایید.

1 – لپ تاپ مک بوک ایر 2020 شرکت اپل با اندازه صفحه نمایش 13.3 اینچ. برای آگاهی از قیمت و شرایط بر روی لینک MacBook Air 2020 M1 کلیک نمایید.