Інженер Apple розповів, чому процесор M1 вийшов таким крутим

Процесор M1, який Apple випустила наприкінці минулого року у складі нових комп'ютерів Mac, виявився найпотужнішим і енергоефективним рішенням у своєму класі. Новина про це справила справжній фурор, викликавши подив не тільки серед користувачів, але і, очевидно, ключових гравців ринку настільних процесорів. Все-таки складно якось виразно реагувати, коли навколомобільний чіп M1 обходить за обчислювальною потужністю навіть Intel Core i7, впритул наближаючись до i9. Але цей успіх не був випадковим.

За словами колишнього інженера Apple Шака Рона, який брав участь у розробці процесорів A-серії, компанія почала прокладати свій шлях до M1 більше 10 років тому, обравши власну методику розвитку чіпсетів. Вона передбачала використання архітектури налаштовуваного набору команд (ISA). Apple уклала договір з ARM, яка ще навіть не допрацювала свій дизайн ядра і толком не почали ліцензування ARM64. Тоді мало хто замислювався про 64-бітну архітектуру, а Apple вже успішно застосовувала її у своїх мобільних пристроях.

Чим процесори Apple кращі

Випустивши свій перший 64-бітний процесор у 2013 році (Apple A7, що лежав в основі iPhone 5s), Apple застала зненацька Samsung і Qualcomm, які тоді випускали тільки 32-бітні рішення. Так, незабаром вийшов Snapdragon 410, перший 64-розрядний процесор Qualcomm, але це був «камінь» початкового рівня, який мало що міг запропонувати користувачам. Справжня ж битва почалася тільки через рік, та й те, оскільки Qualcomm була змушена робити все поспіхом, вона не змогла вийти на той же рівень, що і Apple, дозволяючи той рік від року тільки збільшувати розрив, що утворився.

Незважаючи на те що і Qualcomm, і Samsung намагалися компенсувати розрив різними способами, використання компанією Apple методики OoO (Out-of-Order, позашкодності) не дозволило їм зрівнятися за рівнем обчислювальної потужності, незважаючи на кількість ядер і тактової частоти, що відрізняється в кілька разів. Ця методика покликана відокремити команди зовнішнього інтерфейсу від внутрішнього. Говорячи зовсім простою мовою, завдання, які належало виконувати процесору, виконувалися паралельно, а не послідовно, скорочуючи час, що витрачається на них.

Чому процесори Apple потужніші

Не останню роль у вдосконаленні процесорів Apple зіграла суперскалярність, яка дозволила їй планомірно нарощувати кількість ядер і транзисторів. Почавши з двох ядер у процесорі A7, Apple в результаті прийшла до шести обчислювальних і восьми графічних ядрів в A14 Bionic. Кількість транзисторів у M1 взагалі стала рекордною, досягнувши 16 мільярдів штук. Це серйозний показник, якого раніше не вдавалося досягти ні Apple, ні кому-небудь іншому. Принаймні, якщо говорити про комерційно успішні рішення.

Очевидно, що факторів, які вплинув на успіх M1, було досить багато, але ключовим став довгостроковий підхід Apple. Не почни вона в ті далекі часи розвивати процесори по-своєму, а покладися на постачальників, їй не вдалося б змусити своїх конкурентів ковтати пил, не кажучи вже про те, щоб запропонувати споживачам краще рішення на ринку. В результаті це вилилося в перевагу Apple не тільки на ринку смартфонів, але і на ринку комп'ютерів, де її в найближчі роки вже навряд чи хто-небудь зможе обійти.