Эксперт объясняет: вот почему чип Apple M1 может стать началом чего-то большого
Apple M1 создал интегрированный чип с центральным процессором, графическим процессором и оперативной памятью, упакованный в один с крошечным размером, с использованием 5-нанометрового производства. Эта тесная интеграция и меньшая занимаемая площадь делают этот чип наиболее эффективным на сегодняшний день для потребителей.
Значок компьютерного чипа Apple M1 во время презентации виртуального продукта в Тискилве, штат Иллинойс, США, во вторник, 10 ноября 2020 г. (Фото Bloomberg: Дэниел Акер) В этом месяце произошла еще одна революция в вычислительной технике. На этот раз Apple сделала это без своего главного рассказчика Стива Джобса, и, возможно, именно поэтому Apple Кремний M1 не привлек столько внимания, как некоторые предыдущие достижения Apple. Вот почему важно понимать значение этого нового процессора из Купертино.
ЦП или микропроцессор - это мозг любого компьютера. Intel - самая популярная марка процессоров сегодня, хотя современный процессор - комбинация аппаратного и программного обеспечения - был представлен IBM в 1964 году как System / 360. В то время прорывом было внедрение программных инструкций через компьютер со сложным набором команд (CISC), находящийся внутри процессора. В те дни подобные технологии были у японцев. В 1968 году японский инженер Масатоши Шима из Busicom начал разработку процессора, который затем был передан Intel. Обе компании совместно выпустили первый 4-битный процессор Intel на базе CISC в 1970 году, почти через шесть лет после IBM.
Это вызвало гонку в отрасли за создание нового мощного центрального процессора мозга. IBM, Intel, Motorola, NEC, Zilog, Toshiba, Fujitsu и некоторые другие участвовали в этой гонке, которая в основном ограничивалась американцами и японцами. Японцы хорошо владели электронным оборудованием и производственными возможностями, в то время как у американцев в качестве преимущества было программное обеспечение и легкий доступ к капиталу.
Параллельно шла гонка в технологии оперативной памяти, втором по важности компоненте компьютера. Но в нем не было программного обеспечения, и преимущество в конечном итоге досталось японцам и корейцам.
CISC была принята и разработана Intel и легла в основу их архитектуры X86, также используемой AMD. В 1984 году, основываясь на работе IBM, Стэнфорд представил новую, более эффективную архитектуру компьютера с сокращенным набором команд (RISC). В 1985 году британская компания Acorn Computers Ltd. представила ARM (Acorn RISC Machine, позже измененная на Advanced Risc Machine), очень важную архитектуру будущего на основе RISC.
Эксперт
Нихил Бхаскаран - основатель стартапа Shunya OS, встроенной операционной системы искусственного интеллекта для устройств следующего поколения, которые будут выпущены в 2021 году. ARM признан одним из 40 глобальных новаторов.
ARM важна по двум причинам. Во-первых, он не делал процессоры самостоятельно, он только писал программное обеспечение для процессора и лицензировал его. Таким образом, любая компания могла производить процессоры, используя свое программное обеспечение. Во-вторых, он потреблял очень мало энергии по сравнению с системами на базе Intel и CISC.
Читайте также | Почему Apple создает собственные компьютерные чипы - это большое дело
Чип Apple M1 был представлен во время виртуального запуска продукта 10 ноября. Но это были времена расцвета Кремниевой долины, когда деньги и мощь программного обеспечения США управляли компьютерной индустрией. Когда Microsoft и Intel совершили революцию в области ПК, им было наплевать на углеродный след или энергоэффективность. Тогда все было сосредоточено на установке большего количества транзисторов в ЦП и уменьшении его размера, чтобы получить большую скорость при меньших размерах. Microsoft и Intel безоговорочно выиграли гонку ПК. Даже Apple ненадолго экспериментировала с ARM, но потерпела неудачу, и архитектура ARM и RISC в конечном итоге оказалась на втором плане.
Но времена меняются, ситуации меняются. Стив Джобс вошел в анналы истории, когда представил небольшой карманный компьютер и телефон, iPhone, который перевернул все с ног на голову. Внезапно энергоэффективность и время автономной работы устройств стали решающими, и это заставило Apple выбрать ARM. Смартфоны имеют ту же архитектуру, что и компьютер - важнейший центральный процессор с оперативной памятью, графическим процессором и хранилищем, которые объединены операционной системой.
Эпоха смартфонов вызвала новую гонку процессоров, в которой все, от Apple до Qualcomm, Samsung, Huawei и Hitachi, лицензировали ядро ARM, чтобы создавать свои собственные процессоры для смартфонов. По мере роста сегмента смартфонов ARM представила больше функций, что сделало его очень мощной, но энергоэффективной архитектурой. Одновременно проходили параллельные соревнования по созданию операционных систем и приложений, которые синхронизируются с этими устройствами.
M1 имеет четыре высокоэффективных ядра и два высокопроизводительных ядра. (Изображение предоставлено Apple) Итак, в чем революционность Apple M1? M1 - это результат обратного сбоя того, что работало в смартфонах, которые используются в индустрии ПК. M1 использует ARM и, наконец, привносит энергоэффективность в область ПК, которая давно назрела. Но как насчет производительности? ПК должны делать намного больше одновременно по сравнению со смартфонами. Производительность системы ПК зависит не только от ЦП, и в системе необходимо обмениваться данными между ЦП, ГП и ОЗУ. Все это необходимо оптимизировать для обеспечения общей оптимальной производительности системы. M1 создал интегрированный чип с центральным процессором, графическим процессором и оперативной памятью, упакованный в один с крошечной площадью основания, с использованием 5-нанометрового производства. Эта тесная интеграция и меньшая занимаемая площадь делают этот чип наиболее эффективным на сегодняшний день для потребителей. Напротив, Intel по-прежнему предлагает больший размер 14 нм для тех же самых. Express Explained теперь в Telegram
Есть ли что-то еще от M1?
В эти системы также будет встроен искусственный интеллект (ИИ). ИИ имитирует и создает нейронные сети, подобные человеческому мозгу, в этих чипах. Это то, что Apple называет процессорами Bionic или Neural Processing Units (NPU) в более технических терминах. NPU M1 делает его полностью готовым к будущему, оптимально упаковывая всю систему в один чип. Впервые в истории компьютеров массовый процессор имеет полную систему на одном кристалле плюс NPU для ИИ.
Это тенденция будущего? Будет ли все больше и больше микросхем интегрироваться и энергоэффективно? Будет ли цифровая трансформация с помощью ИИ стимулироваться стремлением крупных компаний к быстродействию. Отойдут ли на второй план энергоэффективность и углеродный след? Ответов нам придется подождать и посмотреть.
Впервые Apple использует процессор на базе ARM для питания своих самых популярных компьютеров Mac: MacBook Air, 13-дюймового MacBook Pro и Mac Mini. На этот раз гонка идет между Америкой и Китаем. Китайские компании, такие как Huawei, Bitmain и Phytium, имеют собственные интегрированные чипы на базе ARM. Китайцы делают ставку на эффективность по более низкой цене, в то время как американские компании используют свои маркетинговые возможности, чтобы увлечь нас новейшими возможностями.
Какое место во всем этом занимает Индия?
В Индии есть Шакти. Разработанный IIT Madras, это чип только для ЦП, использующий RISC V, который отличается от того же RISC, что и ARM. В то время как Apple M1 использует 5 нм, Intel - 14 нм, Shakti - 22 нм. Таким образом, Индии еще предстоит пройти долгий путь, и, возможно, для страны было бы лучше сосредоточиться на программном обеспечении и возглавить гонку, которая также будет проводиться в области аппаратного обеспечения.
Не пропустите из объясненного | Королевское общество представляет портрет астрофизика Джоселин Бернелл. Вот почему ее открытие пульсаров имело большое значение.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:
