Cómo el chip M2 de Apple se basa en el M1 para enfrentarse a Intel y AMD

El M1 es un chip excelente. Esencialmente una variante «X» del chip A14, toma el procesador del iPhone y el iPad y duplica los núcleos de CPU de alto rendimiento, los núcleos de GPU y el ancho de banda de la memoria. El chip M1 es tan bueno que es tan sorprendente para las tabletas y las computadoras portátiles delgadas y livianas como para las computadoras de escritorio, superando fácilmente a cualquier chip de la competencia con un consumo de energía similar y brindando un rendimiento similar a las CPU que usan al menos el doble de energía.

Un año y medio después, y habiendo entregado tres variantes más potentes del M1 (M1 Pro, M1 Max y M1 Ultra), es hora de pasar a la siguiente generación. Anunciado en la WWDC y que apareció por primera vez en los nuevos MacBook Air y MacBook Pro de 13 pulgadas, el M2 es esencialmente el sistema en chip que predijimos: lo que el M1 es para el A14, el M2 es para el A15. Está compuesto por 20.000 millones de transistores, un 25 % más que el M1, y aunque todavía se construye con un proceso de fabricación de 5 nm, es un proceso nuevo y mejorado de 5 nm de «segunda generación».

Estas son las principales mejoras realizadas en el M2 sobre el M1.

M2 frente a M1: procesador

El M2 duplica los núcleos de procesador de alto rendimiento del A15, para una configuración de ocho núcleos de cuatro núcleos de alto rendimiento y cuatro núcleos de alta eficiencia. En ese sentido, es como el M1.

Pero hay algunas mejoras arquitectónicas. En los núcleos de rendimiento, la memoria caché L2 compartida se incrementó de 12 MB a 16 MB, y las velocidades de reloj pueden aumentar un poco. Los núcleos de eficiencia tienen el mismo caché que el M1, pero se benefician de otras mejoras arquitectónicas (probablemente, velocidades máximas de reloj más altas y un acceso a la memoria más rápido, como en el A15).

En conjunto, Apple afirma que esto le da al M2 un 18 % más de rendimiento total de la CPU que al M1. Eso significa que probablemente pueda esperar resultados de prueba de CPU Geekbench 5 de alrededor de 8800 a 9000. Eso es básicamente a la par con una CPU de escritorio Ryzen 7 3800X con alrededor del 20% o menos de su consumo de energía.

Como punto de referencia frente a los chips móviles de bajo consumo más recientes, el mejor procesador ultraportátil actual de Intel, el Core i7-1255U, obtiene una puntuación de poco menos de 7000 mientras usa más del doble de energía. Sin duda, hay procesadores para portátiles más rápidos disponibles tanto de Intel como de AMD, pero usan mucha más energía y se compararían mejor con el M2 Max o el M2 Ultra, cuando lleguen.

Apple afirma que el rendimiento general del procesador es un 18% mejor que el M1.

Manzana

M2 frente a M1: GPU

El A15 trajo un cambio interesante con respecto al A14 anterior. La cantidad de núcleos de GPU aumentó de 4 a 5, pero este quinto núcleo solo está habilitado en el iPhone 13 Pro y Pro Max. El M2 duplica los núcleos de GPU del A15 (como lo hizo el M1 en el A14), por lo que está disponible con hasta 10 núcleos de GPU. Sin embargo, la MacBook Air de nivel de entrada solo tiene 8 núcleos de GPU habilitados.

Con solo un 25 % más de núcleos de GPU, cabría esperar que el rendimiento de la GPU fuera como máximo un 25 % mejor. Pero muchas tareas de rendimiento de gráficos están limitadas por el ancho de banda de la memoria, y M2 trae una gran mejora allí. Junto con otras mejoras (probablemente una velocidad de reloj máxima más alta habilitada por el proceso de fabricación refinado), Apple afirma que el rendimiento de la GPU es hasta un 35% mejor que el M1, pero el consumo de energía también ha aumentado ligeramente. De hecho, el gráfico de Apple destaca la ganancia de rendimiento del 35 %, pero muestra aproximadamente la misma ganancia de potencia. Sin embargo, Apple afirma que el chip M2 proporciona un 25 % más de rendimiento con el mismo nivel de potencia que el M1.

Un 25 % más de núcleos y un 25 % más de rendimiento. ¿Quien lo hubiera pensado?

La GPU M2 es hasta un 35 % más rápida, pero consume más energía. Con el mismo consumo de energía, es un 25 % más rápido.

Manzana

Aún así, parece una GPU extremadamente eficiente en el consumo de energía. A Apple le gusta hacer comparaciones salvajes, como decir que es 2,3 veces más rápido que el Intel Core i7-1255U con el mismo nivel de potencia. No podemos dejar de notar que Apple no ha comparado su chip con los chips de portátiles ultraportátiles de AMD, que generalmente son superiores a los de Intel en esta área.

En cierto modo, no importa. Las mejoras en el rendimiento de los gráficos siempre son bienvenidas, pero el rendimiento de los gráficos 3D es un área en la que solo se puede comparar con una PC con Windows en la medida en que afecta a las aplicaciones de creación de contenido como Adobe Premiere. Comparar CPU de diferentes arquitecturas siempre es dudoso, y doblemente lo es tratar de generalizar el «rendimiento de gráficos» que podría incluir computación de GPU, renderizado 3D en tiempo real, etc.

Baste decir que el M2 tiene una GPU un 25 % más grande y es mucho más rápido, al igual que el A15 para el A14. Ves un patrón aquí, ¿verdad?

M2 frente a M1: Memoria

El subsistema de memoria es un área donde el patrón «M2 está en A15 como M1 está en A14» no es cierto. El A14 y el A15 tienen las mismas especificaciones del subsistema de memoria principal: una interfaz LPDDR4x de 64 bits. El M1 duplicó eso a 128 bits de ancho y se quedó con LPDDR4x, alcanzando un máximo de 68,25 GB/s, el M2 salta a LPDDR5x, lo que aumenta el ancho de banda de la memoria a 100 GB/s.

Tenga en cuenta que el M1 Pro también se actualizó a LPDDR5x, con una interfaz de memoria de 256 bits que le brinda 200 GB/s de ancho de banda. El M1 Max duplicó eso a una interfaz de 512 bits, para 400 GB/s.

Entonces, aunque el M2 tiene un 50% más de ancho de banda de memoria que el M1, no necesariamente es cierto que el M2 Pro y el M2 Max tendrán un 50 % más de ancho de banda de memoria que el M1 Pro/Max. Apple necesitaría crear un bus de memoria más grande para hacer esto, lo cual es posible pero está empezando a ser costoso y complicado.

Además del gran aumento en el ancho de banda de la memoria, el M2 está disponible con hasta 24 GB de RAM. El M1 solo ofrecía configuraciones de 8 GB y 16 GB, que todavía están disponibles en el M2.

Aunque no se ha dicho directamente, estamos dispuestos a apostar que el caché a nivel del sistema (un caché en el chip accesible para todos los aspectos del chip) también es un 50 % más grande en el M2. Apple ha aumentado el tamaño de esta caché de 16 GB en el A14 a 32 MB en el A15. El M1 presentaba 24 MB de SLC, y es razonable esperar que se haya duplicado a 48 MB en el M2. No podremos saberlo hasta que la MacBook M2 se envíe en julio y se pueda probar a fondo, pero el tamaño de la memoria caché SLC es un gran problema. ayuda con todoya que es accesible para CPU, GPU, Neural Engine, codificadores de medios, etc.

Manzana

M2 vs M1: Otras mejoras

Por supuesto, Apple se apresura a señalar que el M2 es más que CPU, GPU y RAM. Es un sistema completo en un chip e incluye importantes bloques de aceleración de hardware para los tipos de funciones avanzadas que Apple continúa agregando a macOS y iPadOS. El Neural Engine, aunque todavía está compuesto por 16 núcleos, puede realizar hasta 15,8 billones de operaciones por segundo, más del 40 % más que los 11 billones de operaciones del Neural Engine del M1. Es exactamente como el salto de la A14 (11 billones) a la A15 (15,8 billones).

El motor de medios, que es responsable de acelerar la codificación y decodificación de audio y video, también se actualizó del A14 al nuevo motor del A15. Admite la codificación y decodificación H.264 y HEVC con una resolución de hasta 8K e incluye compatibilidad con la aceleración de video ProRes. Curiosamente, mientras que el M1 no tiene esta versión del motor multimedia, el M1 Pro y el M1 Max sí. Esencialmente, el M1 viene con el motor multimedia del A14, y el M1 Pro, Max y Ultra, así como el M2, tienen el motor multimedia del A15 (dos en el M1 Max y cuatro en el M1 Ultra).

Es muy posible que el motor de medios se actualice nuevamente en el A16 (quizás con aceleración de hardware AV1) y que el M2 Pro, Max y Ultra obtengan una actualización a esta versión.

En general, parece que el M2 es una buena mejora con respecto al M1, pero no revolucionario. Toma todas las mejoras arquitectónicas que vimos en el A15 y las aplica a un chip de clase portátil delgado y liviano exactamente de la misma manera que lo hizo el M1 para el A14. Y dado que los procesadores M1 posteriores (M1 Pro, Max y Ultra) nos trajeron avances como la memoria LPDDR5x y el nuevo motor de medios, no es una victoria limpia en ningún sentido.

Será interesante seguir la evolución de Apple hacia los imprescindibles M2 Pro, M2 Max y M2 Ultra. Creemos que podrían fabricarse utilizando la tecnología de proceso de 3nm más avanzada de TSMC y podrían presentar algunas mejoras que encontraremos en el A16 a finales de este año cuando se anuncie el iPhone 14 Pro, probablemente un motor de medios mejorado y posiblemente también un nuevo motor neuronal. . El M2 es un buen comienzo para la segunda generación de Apple Silicon para Mac (y iPad Pro), pero no sorprende.
Apple, CPU y procesadores

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