Após meses de rumores, a Apple finalmente revelou as especificações do M1, seu primeiro processador ARM customizado que vai equipar os futuros Macs. Apesar de a companhia destacar rapidez e performance, suas caraterísticas não trouxeram um quadro completo de como o desempenho do M1 realmente se compara ao de outros processadores de laptop, especialmente sem números de velocidade de clock.

Durante o evento da última terça-feira (10), tivemos um gostinho do que o M1 poderá proporcionar aos novos Macs. E no que depender das promessas, ele pode ser um forte competidor no mercado dominado por Intel e AMD. Listamos abaixo os pontos mais importantes do novo chip da Apple para notebooks que você possivelmente pode não ter prestado atenção e como eles devem atuar na prática.

O que é

O M1 é um processador sistema-em-um-chip (SoC), o que significa que a CPU, GPU e memória RAM ficam todos contidos em um único chip, assim como os processadores móveis Tiger Lake de 11ª geração da Intel e o A14 da Apple no iPhone 12. Isso permite que cada componente se comunique com mais eficiência para tempos de processamento mais rápidos e menor latência, e também reduz o consumo de energia.

Apple chip M1 baseado em ARM. Imagem: Apple

O chip M1 é otimizado para sistemas de baixo consumo de energia. Isso é bom, ainda mais porque alguns dos primeiros produtos que terão os novos chips M1 são o novo MacBook Air e Mac Mini, dois computadores que precisam de baixo consumo de energia porque não têm muito espaço para refrigeração, sem falar no fato de que o novo Air nem tem ventoinha.

Chip de 5 nanômetros

Os rumores estavam corretos sobre o M1 ser construído em processo de 5 nm, que é menor do que os chips de 7 nm da AMD e os chips de 10nm e 14 nm da Intel.

Além de os SoCs serem mais eficientes em termos de energia, isso também vale para transistores menores. Eles podem fazer mais cálculos por clock sem ficarem muito quentes, o que é um dos principais fatores que limitam o desempenho da CPU. Quanto mais transistores em uma CPU, mais rápido as coisas acontecem — o dobro da quantidade de dados, ou mais, pode ser processado na mesma taxa de clock com mais transistores. O do M1 tem 16 bilhões de transistores; em comparação, a arquitetura Zen 2 7 nm da AMD tem 3,9 bilhões, e o Tiger Lake, 5 bilhões.

Núcleos

Outra coisa que aumentaria o desempenho do M1 é o número bruto de núcleos. Havia rumores de que o M1 teria 12 núcleos de CPU no total, com oito dedicados a cargas de trabalho de alto desempenho e quatro núcleos mais lentos para tarefas que não sobrecarregam o sistema tanto. Contudo, esses boatos não se mostraram verdadeiros.

Apple chip M1 baseado em ARM. Imagem: Apple

O M1 vem com um total de oito núcleos, mas quatro são para tarefas focadas em desempenho e os outros quatro para atividades de alta eficiência. A Apple não revelou as frequências de tais núcleos, apenas afirmou que tem um desempenho muito melhor e menor consumo de energia do que o “chip mais recente para um notebook”.

Como deve ser na prática

Se vamos usar apenas transistores, então com certeza o M1 supera a Intel e AMD. Mas, no final das contas, o número de transistores está relacionado aos objetivos gerais e ao estilo de design da própria CPU, então um chip com menos transistores ainda poderia ser mais potente dependendo do resto de seu design. Então, com qual chip para laptop exatamente a Apple está se comparando?

Se olharmos para as versões mais recentes do Mac Mini, MacBook Air e MacBook Pro, tanto o Mini quanto o Air tinham um Intel de 8ª geração. O Pro era de 10ª geração.

Vou presumir que a Apple estava falando sobre algum chip como o Intel Core i7-1068NG7 em seu MacBook Pro de 13 polegadas, um de seus modelos do meio de 2020.

Nesse processador, a Intel usa algo chamado hyper-threading, que dobra a contagem de threads em comparação com o número total de núcleos. Isso aumenta o desempenho para que cada núcleo possa executar dois fluxos de instrução ao mesmo tempo em vez de apenas um, de modo que processe o dobro de informações. A Intel também implementa em todos os seus núcleos algo chamado escalonamento de clock, ajustando-se automaticamente à carga de trabalho executada.

Apple chip M1 baseado em ARM. Imagem: Apple

O M1 também faz isso, mas como é um SoC com arquitetura ARM, normalmente uma metade do chip estará ativa dependendo do tipo de processo que o computador está executando, e irá alternar entre as metades rapidamente.

Logo, em vez de tirar vantagem de todos os oito núcleos, como o i7-1068NG7 faz com o escalonamento de clock, o M1 vai alternar entre os quatro núcleos “grandes” e os quatro núcleos “pequenos” para se ajustar às mudanças nas cargas de trabalho e poupar energia quando necessário.

São abordagens diferentes para resolver o mesmo problema, mas sem saber as velocidades de clock do M1, ainda é difícil fazer uma comparação definitiva entre o M1 e os processadores mais atuais.

O motor neural do M1 pode dar uma vantagem. Assim como o chip A14 Bionic da Apple para iPhones, o M1 terá um motor neural de 16 núcleos no próprio chip, o que torna as redes neurais e o aprendizado de máquina mais eficientes em termos de energia do que executar esse tipo de tarefas apenas na CPU ou GPU. Mas nem toda tarefa precisa desse tipo de coisa.

Agora temos uma ideia melhor de quão poderoso será o M1, mas ainda não temos todos os detalhes. Somente testes na vida real dirão se o M1 está à altura de todas as afirmações que a Apple destacou no último keynote do ano. Este é um grande momento para a Apple e para o mundo das CPUs em geral, e mal podemos esperar para ver o que acontecerá.