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¿Qué es el chip Apple M1?

abril 23, 2021
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Las Mac más nuevas de Apple no vienen con procesadores Intel. En cambio, utilizan el nuevo chip Apple M1, un poderoso reemplazo para las muchas generaciones de CPU Intel que han alimentado las computadoras Apple desde 2006.

El M1 es la primera aparición del nuevo paradigma que Apple ha denominado Apple Silicon. Las nuevas Mac disponibles con la M1 incluyen la MacBook Air, la MacBook Pro de 13 pulgadas, la Mac mini y la nueva iMac de 24 pulgadas. El iPad Pro más nuevo también usa el M1.

El M1 de Apple ofrece tentadoras mejoras en el rendimiento informático, la salida de gráficos y la duración de la batería. El MacBook Air basado en M1 demuestra un rendimiento igual o mejor que sus predecesores y muchos competidores de Windows. Esto es incluso cierto para algunas aplicaciones que se ejecutan de forma nativa en máquinas más antiguas con tecnología Intel pero que usan la emulación Rosetta 2 en MacBook Air.

Si está considerando comprar una Mac o iPad con M1, querrá familiarizarse con esta situación de emulación, así como con algunas otras peculiaridades, mejoras y el inconveniente ocasional que el M1 trae a los productos más nuevos de Apple. Echemos un vistazo a cada uno de ellos.


El M1: todo un sistema en un chip

Ya sea que ejecuten Windows, macOS o Chrome, la mayoría de las PC actuales vienen con una variedad de componentes informáticos en su interior que manejan diferentes tareas de procesamiento. Estos incluyen un procesador (la CPU) para manejar los cálculos esenciales, incluidos los que se usan para navegar por Internet y abrir y cerrar aplicaciones, y otro (la GPU) para procesar los cálculos gráficos y enviar una señal a la pantalla de su monitor o computadora portátil.

En máquinas grandes y potentes, como estaciones de trabajo y equipos de juegos, la CPU y la GPU son elementos completamente separados que están conectados a la placa base. Las computadoras portátiles ultraportátiles más pequeñas generalmente combinan la CPU y la GPU en un solo componente utilizando lo que se conoce en la industria como procesamiento de gráficos integrado, con el resto de los componentes de la computadora, incluidos el caché, la memoria y el almacenamiento, ubicados en diferentes lugares de la placa base.

Como evolución de los procesadores de la serie A de Apple que durante mucho tiempo han impulsado el iPhone y el iPad, el chip M1 adopta un enfoque diferente. En lugar de una colección de partes de procesamiento separadas, es un solo sistema en un chip (SoC). El SoC maneja todos los cálculos, incluida la salida de gráficos, lo que significa que cada instrucción de software puede usar la parte más eficiente del M1.

Diagrama del chip Apple M1

En parte porque debe hacer todo a la vez, el M1 tiene un asombroso máximo de 16 núcleos de procesador. Eso suena como una tonelada en comparación con los seis núcleos que se encuentran en las CPU de computadora portátil Intel más potentes. De hecho, el M1 tiene tantos núcleos no para que pueda realizar tareas más rápidamente, sino para que pueda realizar más tareas. Cuatro de los núcleos son núcleos de cómputo dedicados a cálculos complejos que requieren mucha potencia de procesamiento. Cuatro más están dedicados a tareas más livianas que no requieren tanta energía, para garantizar que el chip no consuma más energía de la que necesita. Las tareas se desvían al conjunto básico apropiado sobre la marcha.

Hasta ocho núcleos adicionales están dedicados al procesamiento de gráficos, similar a cómo funcionan los gráficos integrados Iris de Intel. En todos los dispositivos que usan el M1 (sí, esto incluye el nuevo iPad Pro), el procesador de gráficos es capaz de alimentar un monitor externo a 60Hz y hasta una resolución de 6K, como el Apple Pro Display XDR.

Además, el M1 tiene un controlador de almacenamiento incorporado para el tráfico de datos hacia y desde la unidad de estado sólido (SSD) de Mac, así como varios otros procesadores, controladores y sensores que manejan el cifrado, el procesamiento de imágenes de cámaras web y otros dispositivos secundarios. tareas que se requieren para que la computadora funcione.

El chip M1 utiliza un proceso de producción de 5 nanómetros (nm), similar al último chip A14 del iPhone 12. Mientras tanto, las últimas CPU de la 11a generación de Intel utilizan un proceso de producción de 10 nm, e Intel no espera nuevos chips basados ​​en 7 nm. procesos o menos hasta 2022 como muy pronto. Tras el debut de la M1 en noviembre, Intel dijo que sus CPU “brindan a los clientes globales la mejor experiencia en las áreas que más valoran, así como la plataforma más abierta para desarrolladores, tanto hoy como en el futuro”. Pero la gran disparidad en las tecnologías de proceso habla por sí sola. Los chips de computadora de escritorio y móviles más recientes de AMD están en un proceso de 7 nm.


Inteligencia artificial y el chip M1

Los algoritmos de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML) son esenciales para ayudar a que el software moderno funcione sin problemas. Los procesadores Apple A-series e Intel Core llevan mucho tiempo incorporados capacidades de inteligencia artificial, y el M1 no es diferente. Tiene un motor neuronal dedicado con 16 núcleos de procesamiento propios para manejar tareas de IA. ¿Alguna vez retocó una foto con un filtro automático o se desplazó por una lista de resultados de búsqueda previamente completados? Estas tareas y muchas otras a menudo dependen, al menos en parte, del aprendizaje automático para que se ejecuten más rápido.

Diagrama del chip Apple M1

El motor neuronal del chip M1 se basa en las instrucciones del software para funcionar correctamente. Muchos desarrolladores de software de terceros integran algoritmos de IA y ML en sus aplicaciones, incluidas varias partes de Adobe Creative Suite. Apple dice que la MacBook Air con tecnología M1 puede manejar cargas de trabajo ML hasta nueve veces más rápido que la MacBook Air anterior con tecnología Intel. Del mismo modo, el iMac de 24 pulgadas cuenta con una mejora 3x en comparación con el iMac de 21,5 pulgadas al que reemplaza cuando se ejecutan aplicaciones de ML que utilizan el motor neuronal de 16 núcleos del M1.

En el iPad Pro, el M1 habilita una característica única impulsada por ML llamada Center Stage. El chip procesa imágenes de las cámaras frontal y trasera de la tableta para identificar caras y luego las mantiene centradas en el marco. A medida que te mueves, Center Stage puede incluso desplazarte automáticamente para mantenerte en la toma. Si más personas se unen a usted para un video o una llamada de Face Time, Center Stage también los detectará y se alejará para que todos estén en la vista.


¿Todos los chips M1 son iguales?

No importa si una computadora usa un SoC o una colección de componentes informáticos separados, todavía está sujeta a ciertas propiedades inquebrantables de la informática y la física. Cuantos más núcleos dedique un procesador a una determinada tarea y cuanto más rápido se ejecute cada uno de esos núcleos, más rápido se completará la tarea. Este proceso también genera mucho calor, razón por la cual la mayoría de las computadoras tienen ventiladores, disipadores de calor y otros equipos.

En parte debido a la necesidad de administrar el calor, existen versiones ligeramente diferentes del M1 para cada uno de los diferentes dispositivos que alimenta. Esto se debe principalmente al hecho de que cada dispositivo maneja el calor de manera diferente. El MacBook Air no tiene ventilador de enfriamiento, por ejemplo, por lo que el chip M1 en la configuración básica del Air usa un procesador de gráficos un poco menos potente, con siete núcleos en lugar de ocho.

Persona de pie delante del cartel de Apple M1
Crédito: Apple

Mientras tanto, la MacBook Pro más grande y la Mac mini vienen con ventiladores de enfriamiento, lo que permite que sus chips M1 tengan GPU de máxima potencia. Es posible que las versiones Mac mini y MacBook Pro M1 también tengan velocidades de reloj máximas ligeramente más altas que el chip del MacBook Air, pero Apple no comparte este nivel de detalle sobre su silicio.

Al igual que el MacBook Air, el iPad Pro también carece de ventilador de enfriamiento, pero aún viene con el complemento completo de ocho núcleos gráficos. Apple afirma que el iPad Pro equipado con M1 tiene un rendimiento de GPU un 40% más rápido que el modelo de la serie A al que reemplaza.


¿Qué tan rápido es el chip M1?

Según Apple, el chip M1 es más rápido que los procesadores Intel en las Mac a las que reemplaza. En algunos casos, afirma la empresa, es mucho más rápido. El rendimiento general del MacBook Air M1 es 3,5 veces más rápido que antes, mientras que el rendimiento de los gráficos es cinco veces más rápido, dice Apple. En el MacBook Pro M1, el cálculo de IA es 11 veces más rápido que antes, y Apple dice que puede compilar código en la aplicación Xcode hasta 2.8 veces más rápido.

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Apple también afirma que las Mac con tecnología M1 son más rápidas que sus contrapartes de Windows. La compañía estima que el M1 en el MacBook Air supera al 98 por ciento de las computadoras portátiles PC vendidas desde octubre de 2019 hasta octubre de 2020. La afirmación se basa en pruebas de rendimiento que Apple realizó internamente, aunque la compañía no brinda más detalles sobre ellas, excepto decir que son puntos de referencia “estándar de la industria”.

Gráfico que muestra el rendimiento de la GPU frente a la potencia, con el M1 que usa menos energía y tiene un mejor rendimiento que

Sin embargo, los puntos de referencia se manipulan fácilmente, por lo que las pruebas objetivas de terceros son tan importantes. Nuestras propias pruebas en PC Labs de MacBook Air, MacBook Pro y Mac mini pintan una imagen de rendimiento un poco más matizada. Descubrimos que al ejecutar aplicaciones nativas, el M1 mantiene la superioridad sobre las CPU de Intel para portátiles Core i7 de la competencia. Sin embargo, cuando se ejecutan aplicaciones con la emulación Rosetta 2, el rendimiento es comparable al de los chips Intel o, en algunos casos, un poco peor.

Tome la conversión de video, por ejemplo. La nueva MacBook Pro de 13 pulgadas con M1 toma 17 minutos para transcodificar un clip de video 4K a 1080p usando la aplicación Handbrake de código abierto que se ejecuta en la emulación Rosetta 2. Eso es aproximadamente equivalente a los 15 minutos que su predecesor con tecnología Core i7 y la Dell XPS 13 con tecnología Core i7 toman cada uno mientras ejecuta Handbrake de forma nativa. Pero realice la misma tarea con una versión beta de Handbrake que se ejecuta de forma nativa en el procesador M1, y el tiempo de codificación se reduce a solo 8 minutos para la MacBook Pro. Eso es más del doble de rápido, lo que podría complacer a muchos profesionales creativos para quienes el tiempo dedicado a renderizar obstaculiza significativamente la productividad.


¿Mis aplicaciones se ejecutarán en una Mac M1?

Un chip es tan bueno como el software que se ejecuta en él, y muchas aplicaciones de macOS están diseñadas para ejecutarse en procesadores Intel, no en el M1. Los desarrolladores tenían una ventaja, ya que Apple les ofreció un kit de desarrollo el año pasado para ayudarlos a traducir su código al M1. Ahora que las Mac con tecnología M1 han estado a la venta durante varios meses, cada vez más aplicaciones de terceros pueden ejecutarse de forma nativa en ellas. Una de las mayores victorias para los profesionales creativos fue Adobe Photoshop, cuya última versión presentada a principios de este año es compatible con M1.

Sin embargo, la falta de compatibilidad nativa con M1 no significa que las aplicaciones de terceros no se ejecuten en absoluto. Para las aplicaciones que aún no han hecho la transición, aún podrán ejecutarse en las nuevas Mac a través del software Rosetta 2 de la compañía, que puede actuar como un emulador. Pero no se sorprenda si los programas se arrastran. “El proceso de traducción lleva tiempo, por lo que los usuarios pueden percibir que las aplicaciones traducidas se inician o se ejecutan más lentamente en ocasiones”, escribió Apple en la documentación para desarrolladores de Rosetta 2.

Mientras tanto, a partir de macOS Big Sur, todo el software de Apple se ejecuta de forma nativa en los sistemas Intel y M1. Como beneficio adicional, las aplicaciones de iPhone y iPad ahora pueden ejecutarse directamente en las Mac con tecnología M1.


¿Qué pasa si quiero una Mac Intel en su lugar?

Si bien el silicio de Apple es el futuro del ecosistema Mac, las Mac con tecnología Intel no desaparecerán de la noche a la mañana. Los nuevos MacBook Air y Mac mini usan el M1 exclusivamente, pero Apple continúa ofreciendo el MacBook Pro de 13 pulgadas con CPU Intel Core i5 o Core i7 como opciones. Del mismo modo, los iMacs de 21,5 y 27 pulgadas siguen vendiéndose con una selección de procesadores Intel. Incluso hay un chip Core i9 de 10 núcleos que alimenta el iMac de 27 pulgadas de gama alta.

Algunos de esos modelos pueden ser una mejor opción para los usuarios que necesitan ejecutar versiones nativas de Intel heredadas …

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