Procesador M2: anatomía del nuevo componente básico de Apple

Presentado en el nuevo MacBook Air, el chip M2 no solo es un procesador más eficiente y moderno que el excelente M1, sino que también es la piedra angular de los futuros chips de Apple.

Además del chasis modernizado y la nueva pantalla de 13,6 pulgadas, los nuevos MacBook Air anunciados ayer por Apple también albergan el nuevo chip de Apple, el M2. Un nuevo todo-en-uno (SoC para System on a Chip ) que se beneficia de mejoras a todos los niveles, desde grabación hasta compatibilidad con DDR5, o incluso un rediseño de núcleos de CPU, GPU y NPU.

El M1 y el M2: una (pequeña) diferencia de tamaño

Al igual que los chips A15 Bionic del iPhone 13 , el M2 no utiliza los 4 nm que utilizan Qualcomm y MediaTek, sino que se queda grabado en 5 nm como el anterior M1. Misma finura máxima teórica, pero un proceso mejorado ya que Apple habla de una “segunda generación de 5 nm de TSMC”. Lo que nos lleva a pensar, según las nomenclaturas públicas de TSMC, que se trata del TSMC N5P. Una evolución sin aumentar la densidad de transistores, pero cuyo consumo energético se mejora. Esto permite producir, a un TDP equivalente, chips más grandes y por lo tanto más ricos en unidades de cálculo. Y transistores, el M2 tiene un 25% más que el M1, ya que pasamos de 16 billones a 20 billones.

Avalancha y ventisca

Los nuevos núcleos de CPU del M2 son notablemente más eficientes que los del M1.

Conocidos solo por nombres de código no oficiales, los núcleos de la CPU se llamarían Avalanche (rendimiento) y Blizzard (eficiencia energética). Todavía esa gran arquitectura LITTLE que ha tenido tanto éxito con los chips ARM y que Intel ha comenzado a tomar prestada en sus chips Core de 12ª generación .

Si la cantidad de núcleos permanece constante (x4 núcleos de alta potencia y x4 núcleos de baja potencia), el rendimiento general aumenta notablemente. Apple comunica hasta un 18% más de potencia por el mismo consumo de energía. Es decir, individualmente, cada núcleo es más eficiente, lo cual fue uno de los puntos de crítica o cuestionamiento de los diferentes M1. En hilo único , los núcleos de los M1 eran menos eficientes que los de los procesadores Intel equivalentes más recientes. Esta ganancia sería el resultado de mejoras combinadas: aumentos de frecuencia, impulsoel rendimiento de los núcleos de bajo consumo (que pueden matar tareas más complejas sin tener que activar los núcleos de alto rendimiento), así como una optimización del tráfico de tareas.

GPU más potente, pero la receta permanece en secreto

La parte gráfica del M2 es un 25% más eficiente a igual TDP y puede ser hasta un 35% más potente que la del M1 empujando el consumo.

La GPU del M2 no es una simple evolución de la del M1, sino la "próxima generación" de Apple. ¿Quieres saber más? Nosotros también, pero es una pérdida de tiempo. Si sabemos que en su configuración máxima, este chip integra hasta 10 núcleos gráficos que pueden desplegar hasta 3,6 TFLOPS de potencia (frente a los 8 núcleos/2,6 TFLOPS de la generación anterior), no sabemos nada de lo que ha sido. mejorado. Nada sobre los nuevos núcleos, la estructuración de las unidades en el chip (rasterización, RT?). Nada. No. No. Si no se cuantifican las promesas.

Los rendimientos estarían en aumento muy marcado: +25% a igual consumo de energía (que está muy bien) y la posibilidad de beneficiarse de hasta un +35% de rendimientos consumiendo un poco más de energía. Pero no conocemos los detalles de estas mejoras.

Esta discreción en cuanto a la organización interna de su GPU, Apple la comparte con Qualcomm. Cuando preguntamos a los altos ejecutivos de la empresa sobre la elusividad de la información de la nueva GPU en el lanzamiento de Snapdragon 8 Gen 1 , nos dijeron que era "una elección" para no "revelar nada a la competencia".

Con mejoras de rendimiento de GPU muy significativas en todos los SoC en los últimos 12 meses (Xe de Intel, Radeon 660/680 de AMD, nuevo Adreno de Qualcomm, "Next Generation" de Apple), parece obvio que la parte gráfica de los chips es una. de los ladrillos con mayor potencial de progreso. Y cuanto menos digan los industriales, mejor estarán. Lo que no es muy satisfactorio para el público que busca, al menos un poco, comprender.

NPU una explosión de rendimiento discreta (y secreta)

Si el rendimiento de la CPU del +18 % y el rendimiento de la GPU del +25 % con un TDP constante no fueran suficientes, Apple también ofrece un enorme aumento del rendimiento de su Unidad de procesamiento neuronal (NPU), que se hereda del chip A15 (lo que genera ahorros en el desarrollo). Al pasar de 11 TOPS a 15,8 TOPS, el M2 ofrece hasta un 44% más de rendimiento respecto al M1, sin consumir más energía. Todo esto mientras se mantiene en una organización NPU de 16 núcleos, prueba de que a diferencia de la CPU, aquí Apple sí ha hecho un cambio significativo en el diseño de su chip.

Un chip que se utiliza tanto en tareas de imagen (soportadas por Affinity y Adobe por ejemplo), como en la reducción del ruido de fondo durante las videoconferencias. Una vez más, y quizás incluso más que para la GPU, Apple (¡y el resto de la industria!) es muy tacaño con los detalles.

Procesador multimedia: 8K, ProRes

Las dos grandes mejoras multimedia son la compatibilidad con 8K y el códec ProRes.

El procesador multimedia del M1 contribuyó a su éxito con su excelente eficiencia energética en la codificación/descodificación de video. La del M2 va más allá en cuanto a definición, ya que oficialmente soporta definiciones 8K, tanto en h.264, HEVC (h.265) o incluso ProRes.

Este último códec, que se encuentra tanto en cámaras profesionales como en el modo avanzado del iPhone 13 Pro, también es compatible no solo en la decodificación sino también en la codificación. El hecho de que estos códecs estén integrados en hardware en el chip M2 tiene una gran ventaja: las operaciones son mucho más rápidas y eficientes que pasar por la pareja CPU/GPU.

La única falta notable de comunicaciones de Apple es el soporte (o no) para el códec AV1. Desarrollado por gigantes tecnológicos y web (a diferencia de los fabricantes de videos), este códec abierto y gratuito (sin regalías) se integra cada vez más en servicios como YouTube o Netflix.

Hasta 24 GB de RAM en LPDDR5

Al igual que con el M1, el M2 se beneficia de una memoria CPU/GPU unificada injertada a su lado.

Además del rendimiento de los diferentes núcleos de CPU/GPU/NPU, también hay una mejora significativa en términos de memoria. El LPDDR4 del chip M1 se reemplaza por el LPDDR5-6400. Una memoria más rápida, y más importante, ya que pasamos de 16 GB max a 24 GB Max. Este aumento de memoria del 50 % es, sin duda, una base importante para la mejor expresión de la potencia de los nuevos núcleos.

Porque como en la generación anterior, la memoria RAM se unifica entre la CPU y la GPU, módulos soldados en el mismo empaque electrónico que el SoC. Este enfoque intensivo en lógica evita muchos "viajes" de información, lo que permite que los chips de Apple brinden una mejor relación rendimiento-vatio que la competencia.

Nec, pero no ultra: el M2 como nuevo ladrillo elemental

Descripción de todas las mejoras realizadas por el chip M2.

El sufijo 2 no debe engañarte: aunque los núcleos de CPU y GPU son más modernos que los de la generación M1, el nuevo chip M2 no es un competidor del M1 Pro, M1 Max y el titán que es el M1 ultra . Entiende que si acabas de adquirir un MacBook Pro 16 equipado con un M1 Ultra, tu SoC es mucho más potente que este nuevo M2. Más núcleos de CPU y GPU, más memoria caché, más memoria unificada, TDP mucho más altos, etc. estos chips son menos eficientes, pero mucho más potentes.

Pero el chip M2 está diseñado como el M1, es decir cortado para componer futuros chips M2 de generación Pro, Max y Ultra. Es la base de una nueva gama de SoCs por venir, según una secuencia que ahora sabemos que tiene ante nuestros ojos toda la gama M1. Este enfoque hizo el éxito de la generación anterior de chips de Apple: aprovechando el aumento casi lineal en el poder de la arquitectura ARM, Apple compone sus chips a partir de ladrillos esenciales. Por lo tanto, su nuevo ladrillo se llama M2. Y solo el futuro dirá si es este chip el que se duplicará, cuadruplicará o incluso octuplicará para dar a luz (¿finalmente?) a los futuros Mac Pro e iMac Pro. Mientras tanto, queda por probar un nuevo MacBook Air en un intento de extrapolar el rendimiento de los futuros MacBook Pro.

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