Apple M1

Apple M1 on Applen julkaisema ARM-arkkitehtuuriin pohjautuva sarja järjestelmäpiirejä (SoC). M1-järjestelmäpiirejä käytetään Macintosh-pöytätietokoneiden, MacBook-kannettavien tietokoneiden sekä iPad-taulutietokoneiden suorittimena ja grafiikkapiirinä. 

M1-piirin myötä Apple teki kolmannen muutoksen Macintosh-tietokoneissa käytettyyn suoritinarkkitehtuuriin. Arkkitehtuuri vaihtui Intelin x86-arkkitehtuurista ARM-arkkitehtuuriin 14 vuotta sen jälkeen, kun PowerPC:stä oli siirrytty x86:een, ja 26 vuotta siirtymisestä alun perin käytetystä Motorola 68000 -sarjasta PowerPC:hen. Julkaisuhetkellä vuonna 2020 Apple markkinoi sirun sisältävän maailman nopeimman suoritinytimen "pienivirtaisessa sirussa" sekä maailman eniten suorituskykyä per käytetty watti. Piirin seuraaja Apple M2 julkaistiin 6. kesäkuuta 2022.

Alkuperäinen M1 järjestelmäpiiri julkaistiin marraskuussa 2020 ja myöhemmin julkasitiin ammatikäyttöön suunnatut M1 Pro ja M1 Max järjestelmäpiirit lokakuussa 2021. M1 Max on suurempitehoisempi versio M1 Pro piiristä sisältäen enemmän grafikkaytimiä ja muistin kaistanleveyttä sekä suurempi sirukoko. Apple julkaisi M1 Ultra järjestelmäpiirin maaliskuussa 2022 yhdistämällä kaksi M1 Max piiriä yhdeksi. Eri versiot eroavat toisistaan merkittävästi kokonsa sekä ominaisuuksiensa puolesta: esimerkiksi alkuperäinen M1 sisältää 16 miljardia transistoria kun M1 Ultra sisältää 114 miljardia transistoria.

M1 käyttää kahden tyyppisiä suoritinytimiä: "Firestorm", joka on suunnattu suorituskykyä varten, ja "Icestorm", joka on suunnattu vähäiselle virrankäytölle kun laitetta käytetään akun varassa. Kaikki kahdeksan ydintä voivat toimia yhtä aikaa, jolloin kyseessä on kahdeksanytiminen suoritin, mutta suorituskyky ei ole sama kaikilla ytimillä. Suorittimen virrankäyttö Mac mini -tietokoneessa DRAM-muisti mukaanluettuna on noin 4,2 wattia kun laite on päällä mutta ei tee mitään. Virrankäyttö monisäikeisessä suorituksessa nousee 31 wattiin raskaalla kuormituksella. Pöytäkoneissa käytetty suoritin käyttää 128-bittistä muistiväylää kun taas mobiilikäyttöön suunnattu aiempi A14 käyttää 64-bittistä väylää. L2-välimuisti on testien perusteella samankaltainen rakenteeltaan kuin A14-suorittimessa. M1 Pro -mallissa muistiväylän leveys nousi 256 bittiin ja muistityyppi vaihtui LPDDR5-muistiin.

Piirille on yhdistetty kahdeksan ytiminen suoritin, kahdeksan ytiminen grafiikkasuoritin, välimuisti, sekä keskusmuisti. Piirin grafiikkasuoritin ei tue geometria-shaderiä.

Applen alihankkijana piirin valmistuksessa toimii taiwanilainen puolijohdevalmistaja TSMC.

20. huhtikuuta 2021 Apple julkisti uudet M1 järjestelmäpiiriä käyttävät tietokoneet: iMac-pöytätietokoneen ja iPad Pro -taulutietokoneen.

Suorituskyky 
M1:n suorituskyvyn sanottiin olevan Cinebench R23 ja Geekbench 5 -suorituskykytesteissä vertailukelpoinen Intelin ja AMD:n suorittimien kanssa, kun 10 watin M1:tä verrataan Intelin ja AMD:n 25 ja 45 watin suorittimien suorituskykyyn. M1:n yhden säikeen suorituskyky oli parempi kuin Intel-pohjaisien Macintosh-tietokoneiden suorittimissa.

Applen mukaan grafiikkaprosessorin suorituskyky vastaa Nvidia GTX 1050 Ti:tä, mutta Archicad 3D -testissä suorituskyky jää noin puoleen.

Lähteet

Aiheesta muualla

ARM-suorittimet
Applen suorittimet
Järjestelmäpiirit
Vuoden 2020 tekniikka