Apple M1

Apple M1は、AppleがMacおよびiPad向けにARMアーキテクチャのライセンスを受けて設計したシステムオンチップ（SoC）である。TSMCの5nmプロセス製造されている。 2020年11月10日のApple Eventで発表された。Appleが「省電力シリコンとしては世界最速のCPUコア」「ワット当たりのCPU性能は世界最高」と述べている他、実際にもAppleの主張が正しいことが数々のベンチマークや記事で判明している。なお、M1のシングルコア性能（シングルスレッド性能）すなわちコアあたりのIPCが高い理由は、演算器 (ALU) と命令デコーダーの搭載数に起因している。一方、メモリ容量がボトルネックとなるケースでは、8GBモデルではプロセッサ性能を活かせないこともある。 Linuxでは、2021年のLinuxカーネル5.13以降においてサポートされている。 Intel MacデバイスではIntel製CPUに加えGPUや各種チップセット、さらにApple独自のチップ（Apple T2等）を個別に搭載していたが、Apple M1はiPhone 12等で搭載されているA14 BionicをベースにCPUやGPUのコア数を増強し、さらに必要な機能を追加して1つのチップとして統合したものである。これにより処理能力の向上と消費電力の抑制を両立し、Intel Macデバイスに比べ電源管理の最適化が容易となる。 ARM big.LITTLEと似たAppleの独自仕様を採用し、高性能コア「Firestorm」と高効率コア「Icestorm」各4コアの計8コアの構成とベースとなったA14 Bionicから増強されている。Appleは、高効率コアの消費電力が高性能コアの10分の1だと述べている。Firestorm「高性能コア」は、192KBのL1命令キャッシュと128KBのL1データキャッシュ、12MBのL2キャッシュは高性能コア内で共有し、クロック周波数は0.6 GHz〜3.204 GHz、最大消費電力は13.8W。Icestorm「高効率コア」は、128KBのL1命令キャッシュと64KBのL1データキャッシュ、4MBのL2キャッシュは高効率コア内で共有し、クロック周波数は0.6 GHz〜2.064 GHz、最大消費電力は1.3Wとなっている。 上記のCPU以外では、8コア（一部のモデルでは7コア）GPU、16コアNeural Engineを搭載しており、上記のコンポーネント以外にも画像信号プロセッサ（ISP）、NVMeストレージコントローラ、Thunderbolt 4 コントローラ（実際の製品ではThunderbolt 3に制限）、Secure Enclave なども搭載されている。 M1チップはユニファイドメモリ構造であり、CPUやGPUといったチップ内すべてのコンポーネントがメモリアドレスを共有している。メモリには4266 MHzのLPDDR4X SDRAMが使用されており、下記画像の通りSoCと同一基板上にDRAMチップがハンダ付けで実装されている（SiPではない）。容量は8GBと16GBの2種類がある。 M1を搭載したMacでは、Rosetta 2を介してIntel Mac用ソフトウェア、iPhoneやiPadのアプリを動かすことができる。 Apple M1チップは、以下の5モデルに搭載されている。MacBook Air (M1, 2020)の下位モデルおよびiMac (M1, 2021)の下位モデルでは、GPUコアが1つ無効化され、7コアになっている。 MacBook Air (M1, 2020) MacBook Pro (13-inch, M1, 2020) Mac mini (M1, 2020) iMac (M1, 2021) 11インチiPad Pro (第3世代) 12.9インチiPad Pro (第5世代) iPad Air (第5世代) ヒートスプレッダが取り外されCPUダイと小さなSMDコンデンサが見えている状態のプロセッサ ヒートスプレッダ付きのApple M1プロセッサ。右に見えている2つのチップは積層されたLPDDR4X SDRAMである 以下の表は「Firestorm」と「Icestorm」マイクロアーキテクチャに基づいた各種SoCを示している。 ^ a b M1 Ultraは2個のM1 MaxダイがUltraFusionによって接続されたものであり、カタログスペックはM1 Maxの二倍になる。 [脚注の使い方] ^ M1よりも高いターボクロック周波数を持つx86系プロセッサに対しても、M1はシングルスレッド性能で上回っていることが示されている。ただし、当該記事の比較対象として挙げられているAMD Ryzen 7 4700U、Intel Core i7-1185G7およびCore i7-1065G7は、いずれもプロセスルールの世代や物理コア数などがM1とは異なり、また実験環境はオペレーティングシステムなども異なるため、対照実験の原則の観点からは公平な比較とは言えない。GPUの比較にもMetalとOpenGLという指向の異なるAPIを使ってしまっており、公平性を欠いている。なお、Intel公式の製品リストには「Core i7-8565U」および「Core i7-8665U」は記載されているものの、当該記事内に登場する「Core i7-8865U」に関しては記載がない。 ^ a b “Apple、M1チップを発表”. Apple（日本） (2020年11月10日). 2020年11月14日閲覧。 ^ a b “「Apple M1」のMacBook AirとPro、Mac miniを3台まとめて実力チェック 驚異的な性能が明らかに”. ITmedia PC USER. 2020年12月25日閲覧。 ^ a b 笠原一輝 (2020年11月24日). “【笠原一輝のユビキタス情報局】 Apple M1の実力を最新世代のIntel/AMD CPUと比較。M1が両者を大きく上回る結果に”. PC Watch. 株式会社インプレス. 2020年12月25日閲覧。 ^ AMD Ryzen™ 7 4700U Drivers & Support | AMD ^ インテル® Core™ i7-1185G7 プロセッサー ^ インテル® Core™ i7-1065G7 プロセッサー ^ インテル® Core™ i7-8565U プロセッサー ^ インテル® Core™ i7-8665U プロセッサー ^ “「吊るしで十分ですよ」 M1搭載MacBook Airを手にしたデザイナーは言った”. ITmedia NEWS. 2020年12月25日閲覧。 ^ Apple Silicon “M1”はとにかくシングルコア性能が高い：新連載「Apple Silicon M1チップはなぜ高性能なのか」（2/2 ページ） - ITmedia NEWS ^ M1 Macは敗れたままなのか？　音楽制作プラグインの負荷を再検証した：iOS音楽アプリプロデューサーがM1 Macを使ってみたら（1/3 ページ） - ITmedia NEWS ^ “2021年6月30日 Apple M1チップをサポートしたLinux 5.13がリリース：Linux Daily Topics”. gihyo.jp. 2021年10月6日閲覧。 ^ “10年間でノウハウを蓄積、Appleプロセッサの集大成となった「M1」”. EE Times Japan. 2020年12月25日閲覧。 ^ “Apple M1 Chip”. Apple.com. Apple. 11 November 2020閲覧。 ^ “I noticed a lot of reviews getting confused by the CPU clock and what the specs were there, here's a live dump of what the Performance and Efficiency clusters are up to during a Cinebench R23 multithread bench.” (英語). Twitter. 2020年11月19日閲覧。 ^ “M1 MacBook Air & Pro - EXCLUSIVE Apple Interview! | The Tech Chap - YouTube”. www.youtube.com. 2020年11月14日閲覧。 ^ “New MacBook Pro, MacBook Air, Mac Mini With Apple M1 SoC” (英語). NDTV Gadgets 360. 2020年11月11日閲覧。 ^ 福田ミホ (2020年11月11日). “今日のAppleイベントで出たものまとめ #AppleEvent”. www.gizmodo.jp. mediagene Inc.. 2020年11月11日閲覧。 ^ “13インチMacBook Airを購入”. Apple（日本）. 2020年11月11日閲覧。 ^ “MacBook Air (M1, 2020) - 技術仕様”. support.apple.com. 2020年11月11日閲覧。 ^ “MacBook Pro (13-inch, M1, 2020) - 技術仕様”. support.apple.com. 2020年11月11日閲覧。 ^ “Mac mini (M1, 2020) - 技術仕様”. support.apple.com. 2020年11月11日閲覧。 ^ “「iPad Air（第5世代）」が3月18日発売 5G対応でM1チップ搭載、7万4800円から”. ITmedia Mobile. (2022年3月9日). https://www.itmedia.co.jp/mobile/articles/2203/09/news068.html 2022年3月9日閲覧。  Appleシリコン Apple M1チップ - Apple - ウェイバックマシン（2021年4月18日アーカイブ分）