Apple’s M2-chip: anticiperen op vermogenswinst

Toen de op M1 gebaseerde Macs in de herfst van 2020 werden uitgebracht, is het niet overdreven om te zeggen dat ze een revolutie teweegbrachten in de hele pc-markt. Apple nam de kernarchitectuur van de A14 (te vinden in de iPhone 12), bracht deze naar het niveau van een ultradraagbare laptop en blies de concurrentie op met wat we noemen Een “verbijsterende” verbetering ten opzichte van de vorige generatie. was snel, is zeer Snel en een verbazingwekkend goede batterijduur. Met de M1 Pro en M1 Max in 2021 breidde Apple de build uit naar krachtige laptops (en zogenaamd opkomende desktops), en het is weer De De processor waarmee anderen zijn vergeleken.

De enige chips die beter presteren dan de M1 Max zijn: Intel’s Alder Lake-processorsen dan alleen met een heleboel waarschuwingen over de enorme discrepantie in stroomverbruik, draait het alleen op volle snelheid wanneer het is aangesloten, en het vertrouwt op een krachtige Nvidia GPU.

Dus wat doet Apple om te verschijnen? Nu de M1 bijna anderhalf jaar oud is, is het tijd voor zijn opvolger, waarvan we aannemen dat deze de M2 ​​zal heten. Hoewel we niet echt weten wat Apple heeft totdat de producten zijn aangekondigd (al in maart of op WWDC in juni of later dit najaar), zullen we een goed onderbouwde schatting maken van wat we kunnen verwachten van de M2 ​​(We zullen geef ook een M2 Max-voorspelling).

M2 is naar M1 als A15 is A14

De M1 is gebaseerd op de A14-kernarchitectuur, met een groter aantal krachtige CPU-kernen (vier in plaats van twee) en een verdubbeling van de GPU-kernen (acht in plaats van vier). Het is, bij gebrek aan een betere uitleg, de “A14X” die anders in de iPad Pro zou hebben gezeten.

In een poging om de functies en prestaties van de M2 ​​te voorspellen, gaan we ervan uit dat het een soortgelijk patroon zal volgen, dit keer alleen met de A15: dezelfde architectuur met tweemaal de high-performance cores en GPU-cores. Merk op dat de A15 al eigenaar is van vijf GPU-kernen, met alleen de 5e positie ingeschakeld op iPhone 13 Pro-modellen. We zullen prestatieverwachtingen genereren door dat te verdubbelen tot 10 kernen, wat ironisch is over geruchten over de configuratie van de M2.

Voor M2 Max gaan we uit van dezelfde uitbreiding van M1 naar M1 Max. De CPU-kernen worden verwisseld voor een opstelling met een efficiëntie van 2 en 8 prestaties, en de GPU-kernen worden verviervoudigd door de M1-kernchip (voor een totaal van 40).

Verbetering van het productieproces

Voordat we bij de cijfers komen, moeten we vermelden dat de M2 ​​naar verwachting zal worden vervaardigd volgens het TSMC N4P-proces, een verbeterde vorm van het 5nm-proces waarop de A14 en M1 worden vervaardigd. TSMC beweert dat het 11 procent sneller kan werken met hetzelfde vermogen, of 22 procent minder vermogen kan gebruiken met dezelfde prestaties. Het is niet echt bekend of dit zich zal vertalen in hogere kloksnelheden, een betere levensduur van de batterij of beide. Het hangt allemaal af van Apple’s eigen configuratie, en met name de levensduur van de batterij is onderhevig aan een overvloed aan variabelen (zoals hoe energiezuinig het scherm is, bijvoorbeeld).

Voor onze prestatievoorspellingen hier houden we geen rekening met extra prestaties door verbeteringen in het productieproces, omdat er geen manier is om te bepalen wat realistisch zou zijn. Het is redelijk om te verwachten dat de hier gepresenteerde cijfers waarschijnlijk een paar procentpunten lager zullen zijn dan wat Apple uit het N4P-proces zou kunnen persen, en aangezien we een aanzienlijke verbetering in de levensduur van de batterij hebben gezien in de iPhone 13 met de A15, kan Apple prioriteit geven aan levensduur in zijn MacBooks die deze chips gebruiken.

M2 en M2 Max CPU-classificaties

We begonnen met te kijken hoe sneller de A15 is in vergelijking met de A14, die een quad-core, dual-core CPU-configuratie heeft, maar een aantal structurele verbeteringen. Al met al zijn de prestaties van de single core A15 zo’n 7 procent hoger dan die van de A14.

IDG

De multi-core score is veel hoger, met 20 procent, ondanks dezelfde basisconfiguratie. Het is mogelijk dat Apple architecturale optimalisaties heeft aangebracht om het gebruik van alle kernen tegelijk te verbeteren, en optimalisaties van het productieproces kunnen hogere kloksnelheden behouden wanneer alle kernen actief zijn.

IDG

Wanneer we de M1- en M1 Max-scores nemen en dezelfde prestatieverbetering toevoegen, krijgen we behoorlijk indrukwekkende cijfers. Single-core prestaties zullen waarschijnlijk beter presteren dan de 1800 in de Geekbench 5, die vergelijkbaar is met Intel’s krachtige Core i9 Alder Lake-laptopchip.

IDG

Het is het multi-core resultaat dat heel interessant kan worden. Geruchten zeggen dat de M2 ​​hetzelfde quad-efficiënte, quad-performance ontwerp zal hebben als de M1, terwijl de M2 ​​Max vasthoudt aan vier efficiëntie-cores en acht performance-cores als de M1 Max.

IDG

Dat zou voor de M2 ​​net geen 9000 kunnen opleveren (nog steeds niet zo snel als de M1 Max, dankzij deze chip met acht high-performance cores). Dit is een geweldig resultaat voor ultradraagbare laptops zoals de MacBook Air. Maar een score van meer dan 14.000 voor de M2 ​​Max zou hem ruim voorlopen op Intel’s snelste Alder Lake Core i9, die 14 cores heeft (zes prestaties en acht efficiëntie). En de M2 ​​Max zal deze prestatiewinst waarschijnlijk behalen met een fractie van het vermogen.

M2 en M2 Max grafische beoordelingen

Net als bij onze CPU-voorspellingen schatten we de grafische prestaties van de M2 ​​door simpelweg te kijken naar het verhogen van de prestaties van de A14 naar de A15 (op iPhone Pro-modellen) en uit te gaan van dezelfde hoogte van de M1 tot de M2. De A15 heeft 25 procent meer GPU-cores dan de A14 (vijf in plaats van vier), maar de extra core is alleen ingeschakeld op de iPhone 13 Pro-telefoons. Het gerucht gaat dat de M2 ​​van maximaal acht GPU-cores naar 10 gaat, en de M2 ​​Max van 32 naar 40, terwijl die verhouding intact blijft.

IDG

De Sling Shot-benchmark van 3DMark is een beetje verouderd, maar het is nog steeds een redelijk bruikbare maatstaf voor hoe goed een GPU zal presteren bij het uitvoeren van eenvoudigere, oudere grafische technologieën. De A15 is 24 procent sneller dan de A14. Je kunt dat opschrijven om 25 procent meer kernen te krijgen, samen met enkele architecturale verbeteringen.

IDG

Helaas is de Sling Shot-test alleen beschikbaar voor mobiele platforms. Dit betekent dat we hem niet kunnen testen op de M1 Max, aangezien deze chip alleen beschikbaar is in MacBooks. Maar aangezien de M1 te vinden is in de iPad Pro, kunnen we deze nuttige maar enigszins verouderde benchmark op de M1 uitvoeren en aannemen dat we een score van meer dan 10.000 met de M2 ​​zullen zien, wat gemakkelijk een andere moderne tablet zou beschamen.

Een recentere platformonafhankelijke test is de nieuwe 3DMark’s Wild Life. In de extremere versie van deze test is de A15 30 procent sneller dan de A14.

IDG

Als we upgraden naar de M2 ​​en M2 Max, kunnen we meer dan 6000 verwachten voor de minder presterende chip en meer dan 26000 voor de krachtigere Apple-processor. Dit laatste resultaat is opmerkelijk, omdat het heel dicht bij de draagbare variant van de GeForce GTX 3070 ligt.

IDG

Hoewel een dergelijke prestatieverbetering de M2 ​​Max in lijn zou brengen met een redelijk high-end discrete GPU, is het nog steeds de helft van de prestaties van de beste desktop-GPU. Wat nog belangrijker is, serieuze high-end GPU’s van AMD en Nvidia (en Intel’s aankomende Arc-serie) zijn voorzien van hardware-versnelde ray tracing, iets wat de eigen GPU’s van Apple tot nu toe niet hebben gehad. Hoewel ik denk dat ondersteuning voor deze functie vroeg of laat moet plaatsvinden, zal het waarschijnlijk de M2-lijn niet bereiken. Apple loopt al jaren achter op de concurrentie daar, en het is niet waarschijnlijk dat het dit jaar beter wordt.

Andere overwegingen: neurale engine, video-encoder, geheugen

Hoewel de CPU en GPU gemakkelijk te identificeren zijn, zijn ze niet de enige belangrijke onderdelen van Apple’s systeem op chips. RAM is natuurlijk erg belangrijk en we verwachten dat LPDDR5 met hoge snelheid weer prominent aanwezig zal zijn in deze chips, omdat het de juiste mix van prestaties en energie-efficiëntie biedt. Apple heeft uitstekend werk geleverd door ervoor te zorgen dat hun chips voldoende geheugenbandbreedte hebben om volledig te profiteren van de CPU-kernen en GPU-kernen, en we zien geen reden waarom de M2 ​​(of M2 Max) de eerste zou zijn om de bandbreedtebeperking serieus te nemen .

De Neural Engine is een speciaal processorblok dat is ontworpen om machine learning en AI-taken te versnellen, en hoewel de A15 net als de A14 16 Neural Engine-kernen heeft, is hij opnieuw ontworpen voor een betere efficiëntie en kan hij meer dan 40 procent van de bewerkingen per seconde uitvoeren. We verwachten dat dezelfde neurale motor de sprong naar M2 zal maken.

Ten slotte beschikt de A15 over een verbeterde videoverwerkingsengine, die videodecodering en -codering versnelt. De M1 en M1 Pro hebben er één, terwijl de M1 Max er twee heeft. Het zou ons niet verbazen als we merken dat dit doorgaat met de M2 ​​- één video-engine die is geoptimaliseerd in de M2 ​​en M2 Pro, en twee in de M2 ​​Max. Het zou leuk zijn om hier meer verbeteringen te zien, aangezien Macs vaak worden gebruikt als videoproductiemachines. In het bijzonder hebben de SoC’s van Apple nog geen hardware-ondersteuning voor AV1-codec (noch codering noch decodering), en het zou geweldig zijn om dat toegevoegd te zien in de M2-versie van de videoverwerkingsengine.

algemene verwachtingen

Hoewel het opwindend is om te bedenken dat de M2 ​​een grote architecturale verstoring kan zijn, is het waarschijnlijk dat hij de technologie van de A15 zal voortzetten op dezelfde manier als de M1 is afgeleid van de A14. Apple zal in de toekomst misschien verder van zijn Mac-silicium weggaan van de A-serie architectuur, maar in de tweede generatie chip is het meest waarschijnlijke scenario “de A15 op precies dezelfde manier opschalen”.

Prestatiebeperkingen zullen sterk variëren, afhankelijk van de taak of standaard die voorhanden is, en factoren zoals SSD-prestaties en koeling spelen altijd een rol. Maar over het algemeen denken we dat het redelijk is om ongeveer 20 procent betere CPU-prestaties te verwachten (en minder dan 10 procent op een enkele kern), terwijl het toevoegen van extra kernen de GPU-prestaties met ongeveer 30 procent zal verhogen. Deze verbeteringen gaan ook gepaard met verbeterde prestaties op het gebied van machine learning en videocodering.

Dit alles moet ook ongeveer in dezelfde energie-envelop gebeuren. Apple draait zelden terug op de levensduur van de batterij, dus je kunt verwachten dat vergelijkbare laptops die zijn uitgerust met de M2-chipset dezelfde of een betere batterijduur hebben, terwijl deze indrukwekkende prestatieverbeteringen worden behaald. En aangezien Apple de levensduur van de batterij prioriteit gaf met de A15-chip, zou het een stuk beter kunnen worden.