Jedyny taki test MacBooka Air M1: wy pytacie, my sprawdzamy

Strona główna Lab Ultrabooki i notebooki
fot. dobreprogramy (Piotr Urbaniak)
fot. dobreprogramy (Piotr Urbaniak)

O autorze

Nowy MacBook Air jest jak chwiejny emocjonalnie znajomy: raz to doskonały kompan, innym razem masz ochotę wystawić go za drzwi, choć potem byś tego pewnie żałował/a. To jednak tylko moja wstępna opinia. Konkluzja może być zupełnie inna, a o tym dlaczego, dowiesz się z dalszej lektury.

Przyznam, że w odróżnieniu od dużej części branży bezkrytycznym entuzjastą przejścia z x86 na Arm nie byłem. Nie żebym nie ufał inżynierom Apple'a, bo rokrocznie pokazują klasę w segmencie smartfonów, czy darzył jakimś szczególnym uczuciem Intela, ale zmiana modelu programowego to zawsze jest trzęsienie ziemi.

Mówimy bowiem o sytuacji, w której cała dotychczasowa warstwa sprzętowa zostaje wywrócona do góry nogami. Zmienia się dosłownie wszystko. Począwszy od listy rozkazów i typów danych, poprzez tryby adresowania i rejestry, a skończywszy na obsłudze wyjątków i przerwań.

To trochę tak, jakby z dnia na dzień zmieniono organizację ruchu, zmuszając wszystkich do jazdy lewostronnej. Albo, trzymając się analogii, statystycznemu Amerykaninowi przekazano samochód z manualną skrzynią biegów. I w jednym, i w drugim przypadku nauka nie byłaby inżynierią rakietową, ale na pewno pochłonęłaby chwilę czasu na zmianę nawyków.

RISC a CISC – wyjaśnijmy to sobie

Jako zainteresowani branżą technologiczną, słyszeliście zapewne nieraz, że x86 to architektura typu CISC, podczas gdy Arm należy do grupy RISC-owej. Ale to archaizm.

U zarania dziejów CISC oraz RISC były antonimami i oznaczały komputer o zestawie instrukcji, odpowiednio, złożonym oraz zredukowanym. Zresztą, wynika to wprost z anglojęzycznych rozwinięć obydwu tych skrótów, które brzmią: Complex Instruction Set Computer, a także Reduced Instruction Set Computer.

Dzisiaj pierwotny podział właściwie stracił sens. Wprawdzie baza wszystkich instrukcji x86 definiuje ponad 1,5 tys. pozycji, ale są przykłady chipów wykorzystujących dosłownie kilka z nich, a dalej zaliczanych do CISC-owych. Są też procesory typu RISC wyposażone w dziesiątki, a nawet setki instrukcji, takie jak chociażby późne PowerPC.

Główny wykładnik jest inny. Mianowicie układy RISC-owe, w odróżnieniu od tych typu CISC, muszą przy działaniach arytmetycznych przesuwać komplet operandów do rejestrów. Innymi słowy: nie mają instrukcji, które łączą pobranie z wykonaniem.

Ponownie jednak – to się także nieco zdewaluowało. W latach 80., gdy krystalizowała się koncepcja RISC, różnice w szybkości między rejestrami procesora a pamięcią operacyjną były jak stąd do Kalifornii. Prostota zestawu instrukcji w połączeniu z działaniem wyłącznie na rejestrach dawały przewidywalność czasu wykonania i adresacji.

Tylko, obecnie procesory nie są już tak ściśle sekwencyjne i szeregowe jak niegdyś, a kolejne poziomy cache'u wydatnie przyspieszyły podsystem pamięci.

Już od czasów Pentium Pro normą stało się rozbijanie złożonych instrukcji na mniejsze, które często wykonywane są w tym samym czasie, dzięki zwielokrotnieniu liczby jednostek arytmetycznych i logicznych. Do tego doliczmy wykonywanie poza kolejnością, czyli zdolność do sortowania instrukcji tak, aby chip możliwie optymalnie gospodarował zasobami. Nie dochodzi tym samym do wyraźnych przestojów w oczekiwaniu na dane.

Słowem, nie ma wielkiego znaczenia, co dzieje się z operandami na zapleczu. Także dla programisty, który zazwyczaj nie posługuje się kodem maszynowym. Robotę w głównej mierze zrobi kompilator, stąd przejście z x86 na Arm najgorzej brzmi na papierze.

Apple M1 i makroarchitektura

Niestety, o samym Apple M1 nie wiadomo zbyt wiele, bo producent w typowy dla siebie sposób cedzi szczegóły przez gęste sito. Coś tam jednak się wymsknęło.

Nowy chip Apple'a powstaje w procesie litograficznym klasy 5 nm TSMC. Ma osiem rdzeni, z czego cztery wysokowydajne "Firestorm" i cztery energooszczędne "Ice Storm". Koncepcja ta przywodzi na myśl big.LITTLE, tyle że w przypadku M1 jest w pełni heterogeniczna, przez co obydwa klastry mogą pracować jednocześnie.

Jak zaznacza firma z Cupertino, rdzenie energooszczędne zadowalają się dziesiątą częścią mocy rdzeni zasadniczych.

Szczególną uwagę warto natomiast zwrócić uwagę na organizację podsystemu pamięci. Każdy rdzeń wysokowydajny dysponuje 192 KB cache'u na instrukcje i 128 KB na dane, a rdzeń energooszczędny – kolejno 128 oraz 64 KB. Pamięć L2 jest tymczasem współdzielona w obrębie klastrów. "Firestorm" mają do dyspozycji 12 MB, "Icestorm" zaś – 4 MB.

Co należy podkreślić grubą linią, Apple M1 nie otrzymał żadnej pamięci cache poziomu trzeciego. Za to dysponuje, zależnie od konfiguracji, 8 lub 16 GB pamięci operacyjnej LPDDR4X-4266 osadzonej wprost w chipie.

Zamiast redukować opóźnienia w dostępie do RAM-u poprzez L3, inżynierowie Apple'a po prostu umieścili całą pamięć możliwie najbliżej CPU. Zwiększa to szanse na nietrafienie (ang. cache miss), czyli bezczynne oczekiwanie na wpisanie bloku z pamięci operacyjnej, minimalizując jednak negatywne skutki tego zjawiska. Bo sama pamięć RAM ma teraz znacznie krótszy czas dostępu i ktoś najwidoczniej uznał, że to opłacalny kompromis.

Z innych ciekawostek: taktowanie klastra wysokowydajnego wynosi od 0,6 do 2,064 GHz, a energooszczędnego – od 0,6 do 3,204 GHz. Z kolei limit mocy to, odpowiednio: 13,8 oraz 1,3 W.

Szczytowa wartość mocy jest zatem zbliżona do niskonapięciowych układów x86, takich jak "Tiger Lake-U" czy "Renoir", jednak asymetryczna konfiguracja daje możliwość zauważalnej redukcji zużycia energii w scenariuszach obciążenia umiarkowanego, a tak właśnie, nie ukrywajmy, używa się notebooka przez większą część czasu.

Co poza tym? M1 zapewnia 8-rdzeniowy (w niektórych modelach 7-rdzeniowy) układ przetwarzania grafiki, który zdaniem Apple'a potrafi prowadzić nawet 25 tys. wątków symultanicznie. Jest też 16-rdzeniowy Neural Engine; koprocesor do zadań związanych z AI, wykonujący według oficjalnych danych 11 bln operacji na sekundę. Wreszcie, dalsza część specyfikacji uwzględnia m.in. procesor sygnałowy, kontroler Thunderbolt 4 i NVMe, czy izolowaną enklawę bezpieczeństwa.

Dokończ tę recenzję z nami

O tym, jaki MacBook Air M1 jest od strony fizycznej, nie ma sensu się zbytnio rozwodzić. Jest dokładnie taki, jaki był w minionej generacji: imponuje estetyką i jakością wykończenia, drażni raptem dwoma portami USB-C i kamerką 720p.

Zmianą na plus w kwestii konstrukcyjnej, jak wiadomo, jest porzucenie wentylatora. W efekcie sprzęt jest bezgłośny. Tym razem dosłownie.

Rewolucja odbywa się oczywiście we wnętrzu. I dlatego też niniejszą recenzję skończymy wspólnie. Piszcie, proszę, w komentarzach, co powinienem w MacBooku Air M1 sprawdzić. Może chodzi o zgodność z konkretnymi aplikacjami? Wydajność w danym benchmarku? A może ogólny komfort pracy w określonym scenariuszu?

Na sugestie czekam do piątku włącznie. Nie obiecuję, że uda się zaspokoić ciekawość każdego z was, ale z całych sił będę się o to starać. Ciąg dalszy nastąpi...

© dobreprogramy
s