Apple M1

Компания Apple выпустила три устройства использующих свой фирменный процессор Apple M1, а именно: Apple MacBook Air 2020, Apple MacBook Pro 13" 2020 и Apple Mac mini (Late 2020).
Вольный перевод статьи Puget Systems (с комментариями) о "тестировании" новых устройств Apple, который используют фирменный процессор Apple M1.
Недавно Apple объявила о переходе ряда своих продуктов с процессоров Intel на собственные чипы, основанные на наборе команд ARM. Это очень интересно по ряду причин, но нас (и многих других) интересует прежде всего то, что это будет означать для производительности.
Здесь, в Puget Systems, мы не продаем и даже не смотрим на ноутбуки так часто, но это достаточно большое изменение, что мы заинтересованы в том, чтобы сделать некоторый быстрый анализ самостоятельно. Мы не настроены на изучение таких вещей, как время автономной работы, качество клавиатуры/экрана и т. д. тем не менее, поэтому мы оставим сравнение ноутбука с ноутбуком другим рецензентам, которые лучше подготовлены для этих сравнений. Вместо этого мы посмотрим, как новые 13-дюймовые MacBook Air и MacBook Pro сравниваются с рядом настольных конфигураций ПК, чтобы оценить, как производительность соотносится с рабочим столом.
Следует отметить, что у нас нет предварительных образцов нового Apple M1 MacBook Air или MacBook Pro, поэтому эти тесты не проводились компанией Puget Systems. Но уже есть ряд результатов, загруженных в нашу публичную базу данных бенчмарков, которые мы можем использовать вместо этого, что устраняет необходимость в том, чтобы мы получали эти ноутбуки для прямого тестирования (хотя у нас есть MacBook Air, поступающий для разработки бенчмарков).
*Вот почему не был выбран более актуальный неттоп Apple Mac mini 2020. Также стоит отметить, что оба устройства использовали 16ГБ встроенной памяти.
Очевидно, что это не будет сравнением, основанным на аналогичных по цене конфигурациях. Здесь, в Puget Systems, мы, как правило, начинаем со средних вариантов и идем вверх оттуда, поэтому у нас нет ничего в цене ниже $2000, чтобы использовать. Кроме того, мы не перенесли все наши внутренние тесты на новые версии приложений Adobe, поэтому мы ограничены результатами в нашей публичной базе данных бенчмарков, которые соответствуют версиям бенчмарков/приложений, используемым тем, кто загрузил результаты MacBook.
Тем не менее, одна вещь, которую мы также сделаем, - это предоставить спецификации для системы, которая набрала примерно столько же очков, сколько и новые MacBook. Наша цель состоит не в том, чтобы показать, что ПК или настольный компьютер будет быстрее MacBook (настольные компьютеры всегда будут быстрее ноутбука), а скорее в том, чтобы помочь обеспечить контекст для того, насколько быстро эти новые MacBook на базе ARM работают с текущим программным обеспечением, доступным от Adobe, по сравнению с нашими текущими и прошлыми рабочими станциями.
Photoshop Performance Analysis.
Начиная с нашего бенчмарка PugetBench for Photoshop, наши две настольные конфигурации, безусловно, быстрее (почти в 2 раза быстрее в большинстве случаев), но для мобильной платформы, которая примерно вдвое дешевле, новые MacBook держатся довольно хорошо.
Что касается конфигурации рабочих станций, которая примерно соответствует производительности этих MacBook, то мы нашли пару, которые работали примерно на том же уровне:
Общая оценка: 716, технические характеристики: Intel Core i5-8600 с видеокартой NVIDIA GeForce GTX 1060.
Общая оценка: 649, технические характеристики: Intel Core i7-6700K с видеокартой NVIDIA GeForce GTX 1060.
Обе эти системы сейчас довольно старые, а Intel Core i7-6700K был запущен еще в 2015 году. Другими словами, было бы разумно ожидать, что эти макбуки Apple M1 работают примерно наравне с прилично настроенным настольным ПК, которому около 4-5 лет.

After Effects Performance Analysis.
Далее идет бенчмарк PugetBench for After Effects. Здесь конфигурации настольных компьютеров занимают большее лидерство, достигая в 2,1-2,3 раза производительности MacBook Air в частности. В дополнение к более высокой производительности процессоров Ryzen, тот факт, что настольные компьютеры имеют дискретный графический процессор, также имеет большое значение. На самом деле, "оценка GPU" примерно в 3,5 раза выше на настольных компьютерах, что, учитывая, что ускорение GPU становится все более и более широко используемым, является очень важным фактором.
Что касается конфигурации рабочих станций, которая примерно соответствует производительности этих MacBook, то мы нашли пару, которые работали примерно на том же уровне:
Общая оценка: 671, технические характеристики: Intel Core i5-6600K с дискретной графикой AMD Radeon R9 390.
Общая оценка: 730, технические характеристики: AMD Ryzen 7 1700 с дискретной графикой NVIDIA GeForce GTX 1060.
Опять же, обе эти системы уже довольно стары, так как Intel Core i7 6600K был запущен еще в 2015 году. Система AMD немного новее (~ 2017 год), но в то время Intel лидировала в таких приложениях, как After Effects, так что большинство пользователей AE, скорее всего, будут использовать платформу Intel. Это означает, что новые макбуки Apple M1 снова работают примерно наравне с прилично настроенным настольным ПК, которому около 4-5 лет.

Premiere Pro Performance Analysis.
Последним идет наш бенчмарк PugetBench for Premiere Pro, который имеет немного более интересные результаты, чем два других бенчмарка. Мало того, что "оценка GPU" почти в 5 раз выше на настольных компьютерах, но даже экспорт примерно в 4 раза выше. Наши экспортные тесты включают экспорт в ProRes, а также H.264 с экспортом ProRes, получающим выгоду от более высокой мощности процессора, и экспортом H.264, получающим выгоду от наличия дискретного графического процессора.
Живое воспроизведение также намного выше на настольных компьютерах, в среднем примерно в 2 раза выше производительности MacBook. Тем не менее, это один тест, который мы намерены обновить, так как около половины тестов стали слишком "легкими" для современных компьютеров. Если большинство конфигураций способны воспроизводить носитель с полной частотой кадров в секунду, то нет никакого способа показать относительную производительность между каждой конфигурацией. Если вместо этого вы посмотрите только на более интенсивные тесты воспроизведения мультикамер, настольные компьютеры снова будут примерно в 4-5 раз быстрее, чем MacBook.
Что касается конфигурации рабочих станций, которая примерно соответствует производительности этих MacBook, то мы нашли пару, которые работали примерно на том же уровне:
Общая оценка: 391, технические характеристики: Intel Core i7-7700 с дискретной видеокартой NVIDIA GeForce GTX 1070.
Общая оценка: 531, технические характеристики: AMD Ryzen 7 1700 с дискретной видеокартой NVIDIA GeForce GTX 1050 Ti.
На самом деле было трудно найти настольные результаты, которые были бы такими же низкими, как у MacBook (хотя есть много ноутбуков в том же диапазоне), но оба этих процессора были выпущены в 2017 году. Однако система Ryzen, в частности, значительно быстрее, чем MacBook, поэтому вполне вероятно, что прилично настроенный рабочий стол с 2016 года будет соответствовать новым MacBook. Другими словами, было бы разумно ожидать, что эти макбуки Apple M1 работают примерно наравне с прилично настроенным настольным ПК, которому около 3-4 лет.

Выводы: Apple M1 MacBook против PC Desktop.
С точки зрения производительности новые макбуки Apple M1 работают довольно хорошо, учитывая, что они используют полный процессор, основанный на наборе инструкций ARM и программном обеспечении, которое, вероятно, еще не полностью оптимизировано. Но по сравнению с типичной настольной рабочей станцией от Puget Systems, которая в среднем работает примерно в 2-3 раза быстрее (хотя и по более высокой цене), они, конечно, не могут идти в ногу.
Однако эти устройства стоят всего около $1500, поэтому тот факт, что они показывают половину производительности от ПК, не должен быть неожиданным, поскольку они также являются половиной стоимости. И будет очень интересно увидеть, так это то, как производительность встряхнется, когда Adobe улучшит поддержку родного Apple Silicon и когда (или если) Apple запустит более мощный ноутбук - или даже лучше, более мощный вариант рабочей станции, чем неттоп Mac Mini. Другой способ взглянуть на это заключается в том, что эти новые MacBook (и, предположительно, Mac Mini) примерно эквивалентны рабочему столу, которому около 4-5 лет. Поэтому, если у вас есть ПК с 2015 или 2016 года, имейте в виду, что эти MacBook, скорее всего, не будут быстрее. Сравнение ноутбуков с настольными компьютерами в некотором роде сравнение "яблок с апельсинами", поскольку они действительно разные инструменты для разных рабочих мест, но если вы думаете о переходе с настольного компьютера на Apple MacBook, надеюсь, это дает немного контекста для того, что вы можете ожидать с точки зрения производительности.
*Итак, что хотелось бы добавить. Первое, это то что Puget Systems сама не тестировала данные устройства. Плюс подчёркивала, что её бенчмарки некорретно и нестабильно работают на Mac OS платформе.
Второе, Puget Systems часто тестирует свои рабочие станции, против Mac девайсов, и понятно кто всегда побеждает. Т.е. их нельзя назвать беспристрастными.
Третье, сами бенчмарки очень ограничены, в статьях описаниях невозможно узнать, например использовалась ли iGPU или нет, какие версии драйверов были, если использовались. Также мы не знаем и не видим при какой загрузке получен результат.
Четвёртое, конфиги которые выступали за ПК, довольно странные: 8-ядерный AMD Ryzen 7 5800X использовал всего 16ГБ оперативной памяти и дискретная видеокарта NVIDIA GeForce RTX 3080.
Пятое, данные приложения Adobe использовали эмуляцию Rosetta 2, родные приложения для ARM, выйдут позже, тот же Adobe Photoshop обещают в декабре 2020 года. В комментариях пользователи сразу обратили на это внимание, и даже предложили потестить Rosetta 2 на DaVinci Resolve 17 с нативной поддержкой и через Rosetta 2.
Шестое, программы Adobe не используют на данный момент аппаратные кодеры и декодеры чипа Apple M1, Neural Engine и другие аппаратные блоки. Из-за этого они получали низкие оценки при декодировании того же H.264 видео (тест 4K H.264 150Mbps 8bit (59.94FPS) MultiCam - Live Playback (Full Res), результат: 6.03fps).
*У компании Apple есть и свои результаты тестирования:
Apple Mac mini (Late 2020).
- Восьмиядерный процессор до трёх раз увеличил производительность по сравнению с Mac mini предыдущего поколения (Mac mini с 4-ядерным процессором Intel Core i3-8100B 3,6 ГГц. На всех системах были установлены SSD-накопители 2 ТБ; объём оперативной памяти на всех моделях составлял 16 ГБ. Тестирование проводилось с использованием предварительной версии Final Cut Pro 10.5 и 55 секундного проекта с видео Apple ProRes RAW 4K с разрешением 4096x2160 пикселей и частотой 59,94 кадра в секунду; видео перекодировалось в формат Apple ProRes 422).
- До 6 раз быстрее обработка графики.
Тестирование проводилось компанией Apple в октябре 2020 года на контрольных образцах Mac mini с чипом Apple M1, а также на находящихся в продаже образцах Mac mini с 4-ядерным процессором Intel Core i3 3,6 ГГц и графическим процессором Intel Iris UHD Graphics 630. На всех системах были установлены SSD-накопители 2 ТБ; объём оперативной памяти на всех моделях составлял 16 ГБ. Тестирование проводилось с использованием предварительной версии Final Cut Pro 10.5 и сложного проекта продолжительностью 2 минуты, включавшего в себя разнообразный мультимедийный контент с разрешением до 4K. Тесты проводились с использованием конкретных компьютерных систем и отражают приблизительную производительность Mac mini.
- До 15 раз быстрее машинное обучение.
Тестирование проводилось компанией Apple в октябре 2020 года на контрольных образцах Mac mini с чипом Apple M1, а также на находящихся в продаже образцах Mac mini с 4-ядерным процессором Intel Core i3 3,6 ГГц. На всех системах были установлены SSD-накопители 2 ТБ; объём оперативной памяти на всех моделях составлял 16 ГБ. Предварительная версия Pixelmator Pro 2.0 Lynx тестировалась с использованием изображения объёмом 216 КБ. Тесты проводились с использованием конкретных компьютерных систем и отражают приблизительную производительность Mac mini.
Apple MacBook Pro 13" (Late 2020).
- Это самый быстрый в мире графический процессор для персонального компьютера.
Тестирование проводилось компанией Apple в октябре 2020 года на контрольных образцах MacBook Pro 13 дюймов с чипом Apple M1 и оперативной памятью объёмом 16 ГБ, с использованием ряда стандартных тестов производительности. Для сравнения были выбраны ноутбуки и настольные компьютеры с наиболее производительными интегрированными графическими процессорами, доступные в продаже на момент тестирования. Интегрированный графический процессор понимается как графический процессор, установленный на одном монолитном кремниевом кристалле с центральным процессором и контроллером памяти и использующий объединённую память, которая доступна также другим компонентам этого же чипа. Тесты проводились с использованием конкретных компьютерных систем и отражают приблизительную производительность MacBook Pro.
- 8-ядерный процессор легко справляется со сложнейшими задачами и большой нагрузкой: его производительность до 2,8 раза выше, чем у процессоров предыдущего поколения.
Тестирование проводилось компанией Apple в октябре 2020 года на контрольных образцах MacBook Pro 13 дюймов с чипом Apple M1, а также на находящихся в продаже образцах MacBook Pro 13 дюймов с 4-ядерным процессором Intel Core i7 1,7 ГГц. На всех системах были установлены SSD-накопители 2 ТБ; объём оперативной памяти на всех моделях составлял 16 ГБ. В ходе тестирования создавался проект с открытым исходным кодом с использованием предварительной версии Xcode 12.2, Apple Clang 12.0.0, Ninja 1.10.0.git и CMake 3.16.5. Тесты проводились с использованием конкретных компьютерных систем и отражают приблизительную производительность MacBook Pro.
- 8-ядерный графический процессор в чипе M1 — самый мощный из всех, когда-либо созданных Apple. И самый быстрый в мире интегрированный графический процессор для персонального компьютера. Благодаря ему скорость обработки графики выросла в 5 раз.
Тестирование проводилось компанией Apple в октябре 2020 года на контрольных образцах MacBook Pro 13 дюймов с чипом Apple M1, а также на находящихся в продаже образцах MacBook Pro 13 дюймов с 4-ядерным процессором Intel Core i7 1,7 ГГц и графическим процессором Intel Iris Plus Graphics 645. На всех системах были установлены SSD-накопители 2 ТБ; объём оперативной памяти на всех моделях составлял 16 ГБ. Тестирование проводилось с использованием предварительной версии Final Cut Pro 10.5 и 10-секундного проекта, включавшего в себя видео Apple ProRes 422 с разрешением 3840х2160 пикселей и частотой 30 кадров в секунду. Тесты проводились с использованием конкретных компьютерных систем и отражают приблизительную производительность MacBook Pro.
Что из себя представляет чип Apple M1:
M1 — первый чип для персонального компьютера, который создан с использованием 5-нанометровой технологии производства и вмещает 16 миллиардов транзисторов — рекордное количество в чипе от Apple. M1 — это самые быстрые ядра для чипов с низким потреблением энергии, поразительная производительность на ватт для центрального процессора, самый быстрый в мире интегрированный графический процессор для персонального компьютера и невероятная скорость машинного обучения с системой Apple Neural Engine. В результате с чипом M1 мощность центрального процессора возрастает до 3,5 раз, производительность графического процессора — до 6 раз, а скорость машинного обучения — до 15 раз, при этом время работы без подзарядки увеличивается до двух раз по сравнению с компьютерами Mac предыдущего поколения.
Среди чипов с низким потреблением энергии у M1 — самое быстрое ядро центрального процессора, отвечающее за производительность, самый быстрый в мире графический процессор для персонального компьютера и поразительная скорость машинного обучения с системой Apple Neural Engine.
В M1 применяется архитектура объединённой памяти, эта уникальная система, которая отличается высокой пропускной способностью и минимальной задержкой при обращении. Благодаря ей все компоненты в системе на чипе могут получать доступ к одним и тем же данным, не копируя их в несколько пулов памяти, что ещё больше повышает производительность и эффективность.
8-ядерный процессор в чипе М1 состоит из четырёх ядер производительности и четырёх ядер эффективности. Каждое из ядер производительности демонстрирует лучшую в отрасли производительность при выполнении однопоточных процессов и максимальную эффективность работы. Это самые быстрые ядра для чипов с низким потреблением энергии. Благодаря им фотографы могут редактировать снимки высокого разрешения с фантастической скоростью, а разработчики — создавать приложения почти в 3 раза быстрее. Все четыре ядра вместе значительно повышают производительность многопоточных процессов.
Графический процессор в чипе M1 — самый мощный из всех, когда-либо созданных Apple. Он создавался с учётом многолетнего анализа работы приложений на Mac как для повседневных дел, так и для ресурсоёмких задач в приложениях профессионального уровня. За счёт рекордной производительности и невероятной эффективности графический процессор в чипе M1 — единственный в своём роде. Его восемь мощных ядер могут одновременно обрабатывать почти 25 тысяч потоков данных. Он с лёгкостью справляться с чрезвычайно сложными задачами — от плавного воспроизведения нескольких потоков видео 4K до рендеринга 3D-сцен с множеством деталей. Графический процессор в чипе M1 с пропускной способностью 2,6 терафлопс — самый быстрый в мире интегрированный графический процессор для персонального компьютера.
В чипе M1 используется система Neural Engine от Apple, которая значительно ускоряет выполнение задач машинного обучения. В её основе — 16-ядерная архитектура, которая может выполнять 11 триллионов операций в секунду, а значит, операции машинного обучения выполняются до 15 раз быстрее. Ускорители машинного обучения и передовой графический процессор дают чипу M1 невероятные возможности для машинного обучения: такие задачи, как анализ видео, распознавание голоса и обработка изображений, выполняются со скоростью, которая впервые стала возможна на Mac.
В чипе M1 используется множество мощных и уникальных технологий. Среди них:
- Новейший процессор Apple для обработки сигнала изображения, который улучшает качество видеосвязи, эффективнее снижает уровень шума, обеспечивает более широкий динамический диапазон и улучшенную автоматическую настройку баланса белого.
- Новая версия сопроцессора Secure Enclave для максимальной безопасности.
- Высокопроизводительный контроллер хранилища с AES-модулем для шифрования данных. Он повышает скорость и безопасность работы SSD-накопителя.
- Высокоэффективные энергосберегающие модули кодирования и декодирования мультимедийного контента, которые обеспечивают отличную производительность и продлевают время работы от аккумулятора.
- Контроллер Thunderbolt 4 от Apple со скоростью передачи данных до 40 Гбит/с, поддержкой USB 4 и ещё большего количества периферийных устройств.

Для видеомонтажа интересен именно неттоп: Apple Mac mini (Late 2020), за 256Гб PCIe SSD модель с 16ГБ оперативной памяти, просят: 94990 рублей ($899).

И интересно посмотреть тесты Apple Mac mini (Late 2020) с неттопами построенными на Intel Tiger Lake-U. Это фирменный Intel NUC, а также баребон GIGABYTE BRIX Pro BSi7-1165G7:

Основной плюс баребонов на Intel Tiger Lake-U: возможность установки 64ГБ оперативной памяти DDR4-3200, несколько M.2 слотов с поддержкой в том числе и интерфейса PCIe 4.0 x4. Возможность подключения внешних видеокарт eGPU к Thunderbolt порту. Большее количество подключения внешних мониторов.
Для тех кому не нужна возможность подключения внешних видеокарт, можно обратить внимание на баребоны, построенные на процессорах AMD Ryzen 4000U/5000U.
*В бенчмарке Cinebench R23, который измеряет производительность при рендеринге, в однопотоке Apple M1 оказался сопоставим с Intel Core i7-1165G7. В многопоточном тесте производительность Apple M1 оказалась значительно выше показателя Core i7-1165G7, но ниже AMD Ryzen 7 4800U.

Apple Final Cut Pro X. Экспорт в 4K@60p Dolby Vision HDR.



Apple Final Cut Pro X. Экспорт 5 минут 8K видео.

По поводу охлаждения. Предыдущая модель Apple MacBook Air имела вентилятор охлаждения, а также серьёзные проблемы с перегревом. В новом Apple MacBook Air (Late 2020) только пассивное охлаждение (на фото ниже). И при выводе таймлайна в Apple Final Cut Pro X длительностью 20 минут в Format: Apple Devices, Video Codec: H.264 Faster Encode, разрешение 4K UHD@30p, рендер занял более 20 минут и Apple MacBook Air не перегрелся. Он соревновался с Apple Mac Book Pro 2014 (Intel Core i7 и GTX 750M) и разница в результате у них около 5%.

Можно однозначно сказать: у Apple всё получилось. А её неттоп Apple Mac mini (Late 2020) становится идеальным устройством для начинающих, для тех кто хочет перейти на Mac OS, и для пользователей Apple Final Cut Pro X.
В сети появляются тесты устройств Apple M1 при работе с 8K видео, но реально данные девайсы предназначены для работы с FullHD и 4K видео.
Также компания Apple в течении двух лет перейдёт на свои процессоры, и одним выстрелом убьёт двух зайцев. А именно хакиношники которые сидят на FCPX, им придётся переходить на фирменные девайсы. И Apple удалось создать трудности компании Intel, которая потеряла не только большой кусок пирога на Mac OS, но также из-за того что ориентировалась на две платформы, потеряла часть рынка Windows устройств. Те кто ориентировались на ультрабуки на TGL-U, из-за дефицита и отсутствия изюминки, могут перейти на макбуки на Apple M1. А для Intel это очень важный сектор, именно здесь самая высокая прибыль, и стоимость ультрабуков на TGL-U процессорах, та же платформа EVO, это вилка бюджета от 120 до 200 тысяч рублей. Мало того что ценник конский, так Intel ещё не справилась с дефицитом процессоров, плюс сюда накладывается дефицит других комплектующих для ультрабуков.
Важность этого рынка и норма прибыли энергоэффективных мобильных процесоров, толкает Intel создавать баребоны: Intel NUC M15 (с участием китайской компании Tongfang), для мелких брендов типа: XMG, Schenker, Eluktronics и Maingear.
Также Apple Mac mini (Late 2020) может забрать часть рынка Intel NUC на TGL-U, так как до розницы NUC11 баребоны так и не добрались ещё. Ну и на их базе непонятно можно будет как раньше делать хакинтош или нет.
Ошибки компании Intel идут одна за одной, и уже не первый раз сотрудничество с компанией Apple выходит боком. По одной из версии проблемы с мощностями 14нм, начались после сотрудничества с компанией Apple из-за производства модемов для iPhone (после ссоры Apple с Qualcomm). Как итог, уже два года мы наблюдаем дефицит процессоров, доля Intel на процессорном рынке снижается, и изюминка: Apple в итоге просто купила бизнес Intel по производству модемов для смартфонов.
Плюс переход Apple на собственные процессоры, ещё сильнее ударил по Intel, также Apple активно ведёт кадровую политику, переманивая сотрудников Intel.
На платформе Intel, даже в мобильном секторе её стала теснить компания AMD, выход продуктов Tiger Lake сильно запоздал, ценовая политика очень не гибкая, и почти никак не изменилась со времён когда Intel доминировала на рынке.
Ещё один серьёзный косяк - это маркетинг. Тут Intel не может тягаться с Apple, но и на платформе Windows всё очень печально, не видно никакой работы. Всё держалось на однопоточной производительности и то, что процессоры Intel самые быстрые для игр, но это изменилось с выходом процессоров на архитектуре AMD Zen 3.
Пробелы в маркетинге достигли такого уровня, что Intel сама начала делать тесты и двигать статьи о технологии Intel Quick Sync Video для того же Adobe, но это всё сильно опоздало, так как аналогичные возможности можно теперь реализовать на дискретных видеокартах AMD/Nvidia.
Также провалился в плане маркетинга выход первой дискретной графики: Intel Iris Xe MAX Graphics, те кто получил на руки для тестирования данные ультрабуки, получили после своих тестирований результат, в котором iGPU обходила по производительности dGPU. Т.е. не нашлось ни одного сценария, зачем покупать ультрабук с дискретной видеокартой Intel Iris Xe MAX Graphics.

Читаем далее.