Apple esitteli myöhään eilen odotetun oman prosessorinsa, johon uudet Macbook Air-, Mac Mini- ja Macbook Pro -tietokoneet perustuvat. Kyse on Arm-arkkitehtuuriin perustuvasta M1-järjestelmäpiiristä, jonka suorituskyky ja energiatehokkuus aiheuttavat x86-prosessorien valmistajille paljon unettomia öitä.
M1 perustuu toki Arm-arkkitehtuurilisenssiin, mutta kovin paljon käskykantaa enempää sillä ei ole vakio-Arm-piirien kanssa tekemistä. M1 on TSMC:n 5 nanometrin prosessissa valmistettu PC-prosessori – ensimmäinen laatuaan muuten – jolla on 16 miljardia transistoria, 8 CPU-ydintä, 8 ytimen integroitu grafiikkaprosessori ja 16 ytimen koneoppimisprosessori, jonka 128 laskentayksikköä tuottavat 2,6 teraflopsin suorituskyvyn.
M1 on ennen kaikkea järjestelmäpiiri. Aiemmin läppärissä piti olla erilliset piirit CPU:lle, I/O-liitännöille, turvatallennukselle, muistille ja väylille. M1 integroi nämä kaikki toiminnot yhdelle ja samalle sirulle. Eri lohkot jakavat saman muistin UMA-arkkitehtuurin (unified memory architecture) ansiosta. Jo tämä parantaa raudan suorituskykyä ja energiatehokkuutta, kun kaikki laitteet hyödyntävät samaa datamallia.
Applen mukaan M1 koostuu neljästä high performance -ytimestä, joista jokaisen suorittaa yhden tehtävän tai säikeen kerrallaan maksimaalisella tehokkuudella. Kevyempiä prosesseja suoritetaan neljällä high-efficiency -ytimellä, joiden tehonkulutus on 1/10 tehoydinten kulutuksesta.
Applen mukaan jo nämä pienempitehoiset ytimet tuovat saman suorituskyvyn kuin tämän hetken nopein 2-ytiminen Macbook Air. Kun mitataan suorituskykyä kulutettua wattia kohti, M1 on tähän asti ylivoimaisesti tehokkain prosessori.
Tehokkaimpiin Intelin prosessoreihin verrattuna M1 tuo saman suorituskyvyn ¼ tehonkulutuksella. Sama trendi näkyy integroidun grafiikan suorituskyvyssä. 10 watin tehonkulutuksella M1:n grafiikkaprosessorin suorituskyky on kaksinkertainen x86-prosessoriin verrattuna.
Apple esitteli samalla ensimmäiset M1-pohjaiset koneensa. Macbook Air on Applen mukaan nopeampi kuin 98 prosenttia maailman myynnissä olevista kannettavista tietkoneista. Datan tallennus on 2 kertaa nopeampaa, koska M1 tukee PCIe4-liitäntää uusimmille flash-levyille. Uusi Air toimii viileästi, joten siinä ei ole ollenkaan tuuletinta.
Akun toiminta-aika on 18 tuntia (videontoistoa) yhdellälatauksella. Lisäksi uusi Air on Intel-versioita edullisempi ja maksaa 999 dollaria eli 1159 euroa 256 gigatavun tallennustilalla. 512 gigatavun versio maksaa 1429 euroa.
M1-pohjainen 13-tuumainen Macbook Pro toistaa videota yhdellä latauksella 20 tuntia. Suorituskyky kasvaa niin, että kehittäjä voi kääntää neljä kertaa enemmän koodia yhdellä latauksella. Uusi Macbook Pro maksaa 1299 dollaria, eli 1479/1709 euroa (256/512 gigatavua). Edullisin Intel-prosessorilla ja 512 gigatavun tallennustilalla varustettu Macbook Pro maksaa muuten nyt 2229 euroa. M1 käytännössä lopettaa x86-pohjaisten Macbookkien myynnin, joten niiden alennusmyyntiä kannattaa ehkä odottaa.
Tekoäly-PC suorituskyky ei riipu vain prosessorista, grafiikkapiiristä tai NPU-kiihdyttimestä. Kun paikalliset kielimallit ja tekoälyagentit kasvavat, pullonkaulaksi voi nousta myös tallennus. Silicon Motion vastaa tähän uudella SM2524XT-ohjainpiirillä, joka on suunnattu PCIe Gen5 -SSD-levyihin.
Tekoäly, kehittyneet yhteydet ja tietoturva muuttavat sulautettujen järjestelmien arkkitehtuureja. Laskentateho kasvaa nopeasti samaan aikaan, kun laitteiden fyysinen koko pienenee. Tietoturva, datan hallinta ja uudet säädökset lisäävät vaatimuksia niin yhteyksille kuin suunnittelullekin. Samalla laitevalmistajat pyrkivät nopeuttamaan tuotekehitys- ja testaussyklejään.