Просмотр кода страницы Apple M1

{{другие значения|M1}}
{{Карточка центрального процессора
| name = Apple M1
| image = 
| image_size = 
| caption = 
| produced-start = 10 ноября [[2020 год]]а
| produced-end =7 мая [[2024 год]]а
| slowest = 3,20
| fast-unit = ГГц
| qpi-slowest =
| qpi-fastest =
| designfirm = [[Apple Inc.]]
| manuf1 = [[TSMC]]
| core1 = 
| size-from = 5
| size-to =
| size-unit = нм
| arch =ARMv8.5-A
| microarch =
| code = 
| numcores = '''M1''': 8 ядер (4x Firestorm + 4x Icestorm cores) <br> '''M1 Pro''': 8 или 10 ядер (6x или 8x Firestorm + 2x Icestorm cores) <br> '''M1 Max''': 10 ядер (8x Firestorm + 2x Icestorm cores) <br> '''M1 Ultra''': 20 ядер (16x Firestorm + 4x Icestorm cores)
| l1cache  = 256 KB
| l2cache  = 16 MB общий (12 МБ - Firestorm, 4 МБ - Icestorm)
| l3cache  ='''M1''': 16 MБ<br>'''M1 Pro''': 24 MБ<br>'''M1 Max''': 48 МБ<br>'''M1 Ultra''': 96 МБ 
| gpu      = Проприетарный Apple GPU<br>'''M1''': 7- или 8-ядерный GPU<br>'''M1 Pro''': 14- или 16-ядерный GPU<br>'''M1 Max''': 24- или 32-ядерный GPU<br>'''M1 Ultra''': 48- или 64-ядерный GPU
| prev = Apple A12Z
| next = Apple M2
}}
'''Apple M1''' — серия [[система на кристалле|систем на кристалле]] [[ARM (архитектура)|ARM]]-архитектуры компании [[Apple]] из серии [[Apple silicon]], используемая в компьютерах [[Mac]], ноутбуках [[MacBook]]<ref>{{Cite web|lang=en-US|url=https://www.gsmarena.com/the_apple_m1_is_the_first_armbased_chipset_for_macs_with_the_fastest_cpu_cores_and_top_igpu-news-46222.php|title=The Apple M1 is the first ARM-based chipset for Macs with the fastest CPU cores and top iGPU|website=GSMArena.com|access-date=2020-11-25|archive-date=2021-01-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20210125184425/https://www.gsmarena.com/the_apple_m1_is_the_first_armbased_chipset_for_macs_with_the_fastest_cpu_cores_and_top_igpu-news-46222.php|deadlink=no}}</ref> и планшетах [[iPad Pro]]<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://www.apple.com/ru/ipad-pro/|title=iPad Pro|author=Apple|website=apple.com|date=2021-04-20|access-date=2021-04-25|archive-date=2021-04-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20210428054217/https://www.apple.com/ru/ipad-pro/|deadlink=no}}</ref> и  [[IPad Air (5-го поколения)|iPad Air]]<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.apple.com/ipad-air/|title=iPad Air|author=Apple|website=apple.com|date=|access-date=2022-06-04|archive-date=2021-08-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20210829164001/https://www.apple.com/ipad-air/|deadlink=no}}</ref>, производится контрактным производителем [[TSMC]] на [[5 нм|5-нанометровом]] техпроцессе и содержит около 16 миллиардов транзисторов. 

Первыми устройствами на M1 [[Переход Mac на Apple silicon|стали]] [[MacBook Air]] (Late 2020), [[MacBook Pro]] (13 дюймов, Late 2020) и [[Mac mini|Mac Mini]] 2020, выпущенные в ноябре [[2020 год]]а<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://russianelectronics.ru/2020-11-11-apple-m1/|title=Новая революция? Apple представила ноутбуки на собственном процессоре M1|author=|website=Время электроники|date=2020-11-10|publisher=|access-date=2020-11-25}}</ref>. В апреле [[2021 год]]а был представлен 24-дюймовый [[iMac]]<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://www.apple.com/ru/imac-24/|title=iMac 24 дюйма|website=Apple (Россия)|access-date=2021-04-25|archive-date=2021-04-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20210425013108/https://www.apple.com/ru/imac-24/|deadlink=no}}</ref> и [[iPad Pro]]<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://www.apple.com/ru/ipad-pro/|title=iPad Pro|website=Apple (Россия)|access-date=2021-04-25|archive-date=2021-04-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20210428054217/https://www.apple.com/ru/ipad-pro/|deadlink=no}}</ref> на SoC Apple M1.

8 марта 2022 года был анонсирован [[IPad Air (5-го поколения)|iPad Air 5-го поколения]] на чипе Apple M1<ref>{{Cite web|lang=en-US|url=https://www.apple.com/newsroom/2022/03/apple-introduces-the-most-powerful-and-versatile-ipad-air-ever/|title=Apple introduces the most powerful and versatile iPad Air ever|website=Apple Newsroom|access-date=2022-03-12|archive-date=2022-03-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20220311203720/https://www.apple.com/newsroom/2022/03/apple-introduces-the-most-powerful-and-versatile-ipad-air-ever/|deadlink=no}}</ref>. 

== Архитектура ==
Apple M1 имеет четыре высокопроизводительных ядра «Firestorm» и четыре ядра низкого энергопотребления «Icestorm», что обеспечивает конфигурацию, аналогичную ARM big.LITTLE и процессорам Lakefield от Intel<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.apple.com/mac/m1/|title=Apple M1 Chip|author=|website=Apple|date=|publisher=|access-date=2020-11-25|archive-date=2020-11-10|archive-url=https://web.archive.org/web/20201110184757/https://www.apple.com/mac/m1/|deadlink=no}}</ref>. Это сочетание позволяет оптимизировать энергопотребление; эта возможность отсутствует в устройствах архитектуры Apple-Intel. Apple утверждает, что ядра низкого энергопотребления используют одну десятую мощности высокопроизводительных.

Высокопроизводительные ядра имеют 192 КБ кэша команд и 128 КБ кэша данных и совместно используют 12 МБ кэша L2. Аналогичные характеристики ядер низкого энергопотребления таковы: 128 КБ кэша команд, 64 КБ кэша данных и общий 4 МБ кэша L2. Icestorm «E cluster» имеет частоту 0,6-2,064 ГГц и максимальную потребляемую мощность 1,3 Вт, Firestorm «P cluster» — частоту 0,6-3,204 ГГц и максимальную потребляемую мощность 13,8 Вт.

=== Совместимость с [[x86]] ===
Динамическая технология бинарной трансляции [[Rosetta 2]] позволяет запускать на продуктах, оборудованных М1, программное обеспечение, созданное для процессоров с архитектурой x86 под управлением операционной системы macOS. При этом работа всех программ, разработанных под архитектуру Х86, не гарантируется и работать они будут медленнее.

=== Память ===
M1 использует единую конфигурацию памяти LPDDR4X SDRAM 4266 [[Транзакции в секунду|МТ/с]] (в разных моделях — 8 ГБ и 16 ГБ), разделяемую всеми компонентами процессора. Микросхемы SoC и RAM монтируются совместно в рамках конструкции [[system-in-package]].

M1 Pro имеет 256-битную память LPDDR5 SDRAM 6400 MT/с, а M1 Max - 512-битную память LPDDR5 SDRAM 6400 MT/с. Пропускная способность памяти в M1 составляет 68 ГБ/с, M1 Pro - 204 ГБ/с, а M1 Max - 408 ГБ/с. M1 Pro поддерживает конфигурации памяти 16 или 32 ГБ, а M1 Max - 32 и 64 ГБ<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.ifixit.com/News/54122/macbook-pro-2021-teardown|title=2021 MacBook Pro Teardown: A Glimpse at a Better Timeline {{!}} iFixit News|website=iFixit|date=2022-06-12|access-date=2022-06-12|archive-date=2022-06-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20220611044303/https://www.ifixit.com/News/54122/macbook-pro-2021-teardown|deadlink=no}}</ref>. M1 Pro включает медиадвижок кодирования и декодирования ProRes, а M1 Max - два движка<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://appleinsider.com/articles/21/10/30/compared-m1-vs-m1-pro-and-m1-max|title=Compared: M1 vs M1 Pro and M1 Max|website=AppleInsider|access-date=2022-06-12|archive-date=2022-06-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20220609190909/https://appleinsider.com/articles/21/10/30/compared-m1-vs-m1-pro-and-m1-max|deadlink=no}}</ref>. 

M1 Ultra удваивает технические характеристики M1 Max за счёт 1024-битной шины памяти с пропускной способностью 816 ГБ/с и поддержки конфигураций с 64 или 128 ГБ.

=== Графика ===
Чип включает в себя разработанный Apple 8-ядерный (в некоторых моделях — 7-ядерный) [[графический процессор]] (GPU) со 128 исполнительными блоками и 1024 арифметико-логическими блоками, который, по утверждению Apple, может обрабатывать одновременно до 24 576 потоков. Плюс чип ещё содержит 16-ядер встроенного [[ИИ-ускоритель|ИИ-ускорителя]] (NPU), способный выполнять 11 триллионов операций в секунду<ref>{{cite web|url=https://3dnews.ru/1025050/apple-predstavila-firmenniy-protsessor-apple-m1-dlya-kompyuterov-mac|title=Apple представила фирменный процессор Apple M1 для компьютеров Mac|publisher=[[3DNews]].|date=2020-11-10|access-date=2022-03-08|lang=ru|archive-date=2022-03-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20220309011714/https://3dnews.ru/1025050/apple-predstavila-firmenniy-protsessor-apple-m1-dlya-kompyuterov-mac|deadlink=no}}</ref>. Также в M1 интегрированы процессор обработки сигналов изображения (ISP), хранилище NVMe и контроллеры Thunderbolt 4.

== Уязвимости ==

=== M1RACLES ===
В мае 2021 года разработчик Asahi Linux Гектор Мартин обнаружил уязвимость, которую он назвал M1RACLES (M1ssing Register Access Controls Leak EL0 State). Мартин предположил, что уязвимость появилась в результате сознательного нарушения Apple спецификаций [[ARM (архитектура)|архитектуры ARM]]. В результате этой уязвимости любые два приложения могут скрытно обмениваться данными, минуя любые программные средства защиты и изоляции. Разработчик также указал на то, что уязвимость не может быть устранена программными средствами. Несмотря на это, он считает, что уязвимость не может быть использована для нанесения реального вреда<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://www.ixbt.com/news/2021/05/27/apple-m1-m1racles.html|title=В Apple M1 обнаружена уязвимость M1RACLES, которую невозможно исправить программно|website=iXBT.com|access-date=2021-05-28|archive-date=2021-05-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20210527224725/https://www.ixbt.com/news/2021/05/27/apple-m1-m1racles.html|deadlink=no}}</ref><ref>{{Cite web|lang=en|url=https://m1racles.com/|title=M1RACLES: An Apple M1 Vulnerability|website=m1racles.com|access-date=2021-05-28|archive-date=2021-05-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20210527230800/https://m1racles.com/|deadlink=no}}</ref>.

=== Augury ===
В мае 2022 года исследователи из [[Тель-Авивский университет|Тель-Авивского университета]], [[Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне|Иллинойского университета в Урбане-Шампейне]] и [[Вашингтонский университет|Вашингтонского университета]] обнаружили уязвимость, получившую название "Augury", связанную с префетчером Data-Memory Dependent Prefetcher (DMP) в чипах M1. В то же время она не считалась существенным риском для безопасности<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.macworld.com/article/697101/augury-flaw-apple-silicon-m1-a14-chips-risk.html|title=Newly discovered 'Augury' flaw in M1 and A14 chips doesn't pose a serious risk (yet)|website=Macworld|date=2022-05-03|access-date=2022-06-12|archive-date=2022-06-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20220611022105/https://www.macworld.com/article/697101/augury-flaw-apple-silicon-m1-a14-chips-risk.html|deadlink=no}}</ref>.

=== Pacman ===
В июне 2022 года исследователи [[Массачусетский технологический институт|Массачусетского технологического института]] объявили, что нашли уязвимость спекулятивного выполнения в чипах M1, которую они назвали "Pacman" в честь кодов аутентификации указателей (PAC). Apple заявила, что не считает, что это представляет серьезную угрозу для пользователей<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://social.techcrunch.com/2022/06/10/apple-m1-unpatchable-flaw/|title=MIT researchers uncover ‘unpatchable’ flaw in Apple M1 chips|website=TechCrunch|date=2022-06-10|access-date=2022-06-12}}</ref>.

== Производительность и эффективность ==
M1 показал конкурентоспособную производительность и эффективность в популярных тестах (Geekbench 5, Cinebench R23).

Mac mini 2020 года, оснащенный M1, потребляет 7 Вт в режиме ожидания и 39 Вт при максимальной нагрузке<ref>{{Cite web|title=Mac mini power consumption and thermal output (BTU) information|url=https://support.apple.com/en-us/HT201897|access-date=2021-08-08|website=Apple Support|lang=en|archive-date=2017-10-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20171021004917/https://support.apple.com/en-us/HT201897|deadlink=no}}</ref> по сравнению с 20 Вт в режиме ожидания и 122 Вт максимальной нагрузкой для 6-ядерного Intel i7 Mac mini 2018 года<ref>{{cite web|url=https://9to5mac.com/2021/01/28/m1-mac-mini-power-consumption/|title=M1 Mac mini power consumption and thermal output figures highlight Apple Silicon efficiency|first=Ben|last=Lovejoy|date=2021-01-28|website=9To5Mac|access-date=2021-05-14|archive-date=2021-12-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20211217135407/https://9to5mac.com/2021/01/28/m1-mac-mini-power-consumption/|deadlink=no}}</ref>.

На момент выпуска MacBook Air (M1, 2020) и MacBook Pro (M1, 2020) считались самыми быстрыми ноутбуками семейства MacBook, выпускаемыми компанией Apple<ref>{{cite web|lang=en|url=https://www.nytimes.com/wirecutter/reviews/best-macbooks/|title=The Best MacBooks|first=Andrew|last=Cunningham|website=[[The New York Times]]|date=2020-12-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20210121174326/https://www.nytimes.com/wirecutter/reviews/best-macbooks/|archive-date=2021-01-21|access-date=2021-01-06}}</ref>, что привело к резкому снижению стоимости ноутбуков MacBook на платформе Intel на вторичном рынке<ref>{{cite web|lang=en|url=https://www.zdnet.com/article/the-mac-price-crash-of-2021/|title=The Mac price crash of 2021|date=2021-02-25|publisher=[[ZDNet]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20210301135229/https://www.zdnet.com/article/the-mac-price-crash-of-2021/|archive-date=2021-03-01|access-date=2021-03-01}}</ref>.

== Развитие семейства чипов Apple M1 ==

=== Apple M1 Pro ===
Apple M1 Pro — 8 или 10-ядерный ARM-процессор, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцесс TSMC. Чип содержит 8 или 10 ядер CPU (6 или 8 производительных и 2 энергоэффективных) и 16 графических ядер GPU с 2048 исполнительными блоками, плюс ещё 16-ядер встроенного ИИ-ускорителя. Пропускная способность встроенной объединённой памяти ([[ОЗУ]] + [[Видеопамять]]) составляет 200 Гбайт/с. Процессор содержит 33,7 млрд транзисторов<ref name ="3dnews-10">{{cite web|url=https://3dnews.ru/1051564/apple-predstavila-chipi-m1-pro-i-m1-max-v-2-raza-bistree-core-i9-iz-macbook-proshlogo-pokoleniya|title=Apple представила чипы M1 Pro и M1 Max — в 2 раза быстрее Core i9 из MacBook прошлого поколения и сверхмощные GPU|publisher=[[3DNews]].|date=2021-10-18|access-date=2022-03-08|lang=ru|archive-date=2022-03-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20220309005159/https://3dnews.ru/1051564/apple-predstavila-chipi-m1-pro-i-m1-max-v-2-raza-bistree-core-i9-iz-macbook-proshlogo-pokoleniya|deadlink=no}}</ref>.

=== Apple M1 Max ===
Apple M1 Max — 10-ядерный ARM процессор, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцесс TSMC. Чип содержит 10 ядер CPU (8 производительных и 2 энергоэффективных), 24 или 32 графических ядра GPU и 16-ядер встроенного ИИ-ускорителя. Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ + Видеопамять) составляет 400 Гбайт/с. Процессор содержит 57 млрд транзисторов<ref name ="3dnews-10" />.

=== Apple M1 Ultra ===
Apple M1 Ultra — 20-ядерный ARM процессор, используемый в компьютерах [[Mac Studio]] с 2022 года, изготовляемый по 5-нанометровому техпроцессу TSMC. Чип содержит 20 ядер CPU (16 производительных и 4 энергоэффективных), 48 или 64 графических ядра GPU и 32-ядра встроенного ИИ-ускорителя. Пропускная способность встроенной объединённой памяти (ОЗУ + Видеопамять) составляет 800 Гбайт/с. Основной особенностью M1 Ultra является архитектура UltraFusion, которая объединяет два чипа M1 Max в один гигантский процессор, содержащий 114 млрд транзисторов<ref>{{cite web|url=https://3dnews.ru/1061564/apple-predstavila-20yaderniy-protsessor-m1-ultra-dlya-nastolnih-kompyuterov|title=Apple представила 20-ядерный процессор M1 Ultra для настольных компьютеров|publisher=[[3DNews]].|date=2022-03-08|access-date=2022-03-08|lang=ru|archive-date=2022-03-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20220308205011/https://3dnews.ru/1061564/apple-predstavila-20yaderniy-protsessor-m1-ultra-dlya-nastolnih-kompyuterov|deadlink=no}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.ixbt.com/news/2022/03/09/soc-apple-m1-ultra-intel-core-i9-12900k-geforce-rtx-3090.html|title=Представлена сверхбыстрая SoC Apple M1 Ultra: сравнение с Intel Core i9-12900K и GeForce RTX 3090|website=[[iXBT.com]]|date=2022-03-09|access-date=2022-03-11|lang=ru|archive-date=2022-03-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20220312001148/https://www.ixbt.com/news/2022/03/09/soc-apple-m1-ultra-intel-core-i9-12900k-geforce-rtx-3090.html|deadlink=no}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.ixbt.com/news/2022/03/09/apple-soc-m1-ultra-114-m1.html|title=Сейчас на такое способна только Apple. Новейшая SoC M1 Ultra состоит из 114 млрд транзисторов, а её площадь в восемь раз больше, чем у M1|website=[[iXBT.com]]|date=2022-03-09|access-date=2022-03-11|lang=ru|archive-date=2022-03-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20220312001144/https://www.ixbt.com/news/2022/03/09/apple-soc-m1-ultra-114-m1.html|deadlink=no}}</ref>.

== Применение чипов серии M1 ==
Устройства, использующие '''Apple M1''':
* [[MacBook Air|MacBook Air (M1, 2020)]] — с ноября [[2020 год]]а по март 2024 года (базовая модель имеет 7-ядерный GPU<ref>{{Cite web|url=https://support.apple.com/kb/SP825?locale=en_US|title=MacBook Air (M1, 2020) - Technical Specifications|website=support.apple.com|access-date=2022-06-12|archive-date=2020-11-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20201111133634/https://support.apple.com/kb/SP825?locale=en_US|deadlink=no}}</ref>);
* [[MacBook Pro|MacBook Pro (13 дюймов, M1, 2020)]] — с ноября 2020 по июнь 2022 года;
* [[Mac mini|Mac mini (M1, 2020)]] — с ноября 2020 года по январь 2023 года;
* [[IMac (Apple silicon)|iMac (24 дюйма, M1, 2021)]] — с апреля [[2021 год]]а по октябрь 2023 года (базовая модель имеет 7-ядерный GPU<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.apple.com/newsroom/2021/04/imac-features-all-new-design-in-vibrant-colors-m1-chip-and-45k-retina-display/|title=iMac features all-new design in vibrant colors, M1 chip, and 4.5K Retina display|website=Apple Newsroom|date=2021-04-20|access-date=2022-06-12|archive-date=2021-04-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20210420173845/https://www.apple.com/newsroom/2021/04/imac-features-all-new-design-in-vibrant-colors-m1-chip-and-45k-retina-display/|deadlink=no}}</ref>);
* [[iPad Pro (5-го поколения)]] — с апреля 2021 года по октябрь 2022 года;
* [[iPad Air 5|iPad Air (5-го поколения)]] — с марта 2022 года по май 2024 года.

Устройства, использующие '''Apple M1 Pro''':
* [[MacBook Pro|MacBook Pro (14 и 16 дюймов, 2021)]] — c октября 2021 года по январь 2023 года.

Устройства, использующие '''Apple M1 Max''':
* [[MacBook Pro|MacBook Pro (14 и 16 дюймов, 2021)]] — c октября 2021 года по январь 2023 года;
* [[Mac Studio]] — c марта 2022 года по июнь 2023 года.

Устройства, использующие '''Apple M1 Ultra''':
* [[Mac Studio]] — с марта 2022 года по июнь 2023 года.

== Варианты ==
В таблице ниже представлены различные SoC на базе микроархитектур "Firestorm" и "Icestorm".
{| class="wikitable"
|+
!Вариант
!Количество ядер CPU (П+Э)
!Количество ядер GPU
!Количество исполнительных блоков GPU
!Количество арифметических логических блоков GPU
!Поддерживаемое количество объединённой памяти
!Количество транзисторов
|-
|[[Apple A14|A14 Bionic]]
|6 (2+4)
|4
|64
|512
|4/6 ГБ
|11,8 млрд
|-
| rowspan="2" |M1
| rowspan="2" |8 (4+4)
|7
|112
|896
| rowspan="2" |8/16 ГБ
| rowspan="2" |16 млрд
|-
|8
|128
|1024
|-
|M1 Pro
|8 (6+2)
| rowspan="2" |14
| rowspan="2" |224
| rowspan="2" |1792
| rowspan="3" |16/32 ГБ
|34 млрд
|-
| rowspan="2" |M1 Pro
| rowspan="2" |10 (8+2)
|34 млрд
|-
|16
|256
|2048
|34 млрд
|-
| rowspan="2" |M1 Max
| rowspan="2" |10 (8+2)
|24
|384
|3072
| rowspan="2" |32/64 ГБ
| rowspan="2" |57 млрд
|-
|32
|512
|4096
|-
| rowspan="2" |M1 Ultra
| rowspan="2" |20 (16+4)
|48
|768
|6144
| rowspan="2" |64/128 ГБ
| rowspan="2" |114 млрд
|-
|64
|1024
|8192
|}

== См. также ==
* [[Переход Mac на Apple silicon]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==

{{внешние ссылки}}
{{Процесоры Apple}}
[[Категория:Микропроцессоры]]
[[Категория:Apple silicon]]
[[Категория:Появились в 2020 году в США]]
[[Категория:Системы на кристалле]]
[[Категория:ARM]]