애플 실리콘의 비밀 효율성 이점

 

게티 이미지를 통해 출시 되지 않은 니카다/아이스톡

 

M1 프로세서를 사용하는 내 자신의 경험은 애플 실리콘의 효율성 이점이 일반적으로 기술 및 비즈니스 미디어에서 이해보다 훨씬 더 큰 것을 저를 설득했다. 이 효율성 이점은 Mac의 시장 점유율 상승으로 계속 이어질 것입니다.

모바일 처리의 효율성이 전부인 이유

 

Canalys의 최근 보고서에 따르면, 노트북 PC는 몇 시간 동안 쉽게 데스크톱을 매진했다 :

출처: 분석.

그리고 1년 이상 노트북 판매량은 데스크톱보다 훨씬 빠르게 성장했습니다. 노트북 사용자는 강력한 프로세서를 원하지만 긴 배터리 수명과 가벼운 슬림 한 디자인을 원합니다. 노트북 컴퓨터의 많은 요소는 화면과 WiFi 어댑터를 포함하여 전력을 소비하지만 프로세서는 가장 강력한 전력 이면에 굶주려 있습니다.

보다 효율적인 프로세서를 사용하는 노트북은 효율성이 떨어지는 프로세서를 사용하는 노트북에 비해 시장 적인 이점을 제공합니다. 이 배터리는 더 작은 배터리로 설계 할 수 있으며, 더 가볍고 컴팩트 할 수 있지만 사용자가 기대하는 처리 능력을 제공합니다.

따라서 노트북 프로세서를 비교할 때 절대 성능만 보는 것은 의미가 없습니다(그러나 측정될 수 있음). 두 번 이상, 나는 혼자 성능에 기초하여 애플 M1에 인텔 노트북 프로세서의 비교를 발생했습니다. 종종 인텔 프로세서는 성능M1만큼 "좋은"이라고 주장합니다.

그러나 효율성이 고려되지 않으면 요점을 놓치고 있습니다. 안타깝게도 프로세서 나 컴퓨터 효율성을 평가하는 표준 메트릭은 없습니다. 그러나 이러한 메트릭은 "갤런당 마일"이 작동하는 방식으로 많은 작업을 수행해야합니다: 일부 성능 메트릭은 소비된 에너지 나 전력으로 나눈 것입니다.

몇 시간 동안, 나는 소비 전력의 추정으로 나누어 Geekbench 멀티 코어 점수를 사용했습니다. CPU 테스트는 크로스 플랫폼 (멀티 OS 및 멀티 프로세서)이며 합리적으로 포괄적 인 것으로 보이기 때문에 Geekbench를 사용합니다.

소모된 전력의 경우 일반적으로 프로세서 열 설계 전력 또는 TDP를 가정합니다. 일반적으로 거의 모든 멀티코어 벤치마크가 x86 프로세서를 TDP로 구동합니다. 터보 부스트는 실제로 벤치 마크의 처음 30 초 정도에 잠시 더 높은 걸릴 것입니다,그래서 TDP는 일반적으로 조금 보수적 가정.

 

아난드텍은 최근 최신 인텔 타이거 레이크 노트북 프로세서의 전력 소비를 테스트, 코어 i7-1185G7, 그것은 신속하게 등급TDP에 정착 발견:

출처: 아난드텍.

타이거 레이크는 노트북을위한 인텔의 최신 "11 세대"10 nm 슈퍼 핀 프로세서입니다. 15 또는 28와트의 구성 가능한 TDP가 있어 그래프에 다른 전원 설정이 표시됩니다. 초기 스파이크는 터보 부스트 효과입니다.

불행 하 게도, 애플은 M1에 대 한 TDP를 게시 하지 않습니다. 이로 인해 M1에서 소비하는 전력을 추정하고 다른 수치 추정치가 게시되는 여러 가지 접근 방식이 있습니다.

예를 들어, M1 Mac Mini를 테스트한 AnandTech는평균 단일 스레드 프로세서 전력 소비량이 6.3W이고 내 자체 측정에 따라 평균 다중 스레드 전력 소비량이 22.3W로 추정되며, 이 수치는 거의 확실하게 부정확하고 3배 가량 높습니다.

M1 맥북 에어 테스트

칩 (SOC)에 사용자 정의 애플 실리콘 M1 시스템을 기반으로 맥북을 사용하는 사람은 배터리 수명과 M1의 전산 력에 의해 감동하고있다. 나는 정기적으로 4K 모니터를 운전 데스크톱 교체로 내 맥북에 어를 사용합니다.

새로운 Mac을 받은 직후, 나는 M1 프로세서의 효율성을 특성화하기 위해 일련의 테스트를 실행하고 인텔(INTC)및AMD (AMD)의다른 프로세서와 비교했다. 지난 12월 마켓 플레이스 서비스,리씽 테크놀로지의 멤버들과 이러한 결과를 공유했고, 이 기사를 통해 일반 대중과 처음으로 공유하고 있습니다.

다시 한번, 내 접근 방식은 Geekbench CPU 벤치 마크를 실행하는 것이었습니다, 모두 단일 및 멀티 코어, 동시에 M1에 의해 소비 전력을 측정하는 동안. Apple은 사용자에게 Powermetrics라는 명령줄 도구를 사용하여 M1 프로세서의 다양한 부분에서 소비하는 전력을 기록할 수 있는 기능을 제공하는 것으로 나타났습니다.

Powermetrics는 최소한의 사용자 친화적이지는 않지만 SOC의 다양한 부분에서 소비되는 즉각적인 전력뿐만 아니라 모든 것을 포함하는 총 패키지 전원을 보여주는 것이 유용합니다. Powermetrics를 설정하여 원하는 기간 동안 원하는 간격으로 데이터를 기록할 수 있습니다. Geekbench CPU 테스트의 파워 메트릭 데이터는 다음과 같습니다.

 

여기, 그것은 테스트 하는 동안 사소한 이후 GPU에서 전원 기여를 표시 하지 않은. 처음 60초는 Geekbench의 단일 코어 부분에 해당하며, 두 번째 60초는 멀티코어 부분입니다. 나는 M1에 의해 전시 미세 곡물 전원 변조의 종류를 본 적이 없다.

애플은 완전히 새로운 수준으로 프로세서 전원 관리를 촬영하고있다. M1 전력 소비의 대부분의 추정치는 그래프에서 볼 수 있는 피크 전력에 해당합니다: 단일 코어의 경우 약 5W, 멀티코어의 경우 약 20W.

그러나 대부분의 경우 프로세서는 거의 피크 전력 레벨을 사용하지 않으며 피크 전력으로 전력 소비를 특성화하는 것은 실제로 정확하지 않습니다. 평균 전력은 사용해야 하는 것입니다. 단일 코어 테스트 동안 평균 패키지 전력은 약 2W였습니다. 멀티코어 테스트 중 평균 패키지 전력은 약 8.35W였습니다.

평균 전력이 올바른 메트릭인 이유는 소비되는 총 에너지가 프로세서가 활성화된 시간 간격을 곱한 평균 전력으로 주어질 것이기 때문입니다. 배터리는 에너지 저장 장치일 뿐이므로 에너지 소비는 배터리 수명으로 직접 변환됩니다.

애플은 또한 Geekbench OpenCL 그래픽 테스트의 결과에 표시된 바와 같이 GPU에 유사한 공격적인 전원 관리를 적용합니다.

이것은 아마 애플의 보고 된 애플 비 애플 개별 GPU를 사용 하 여 관심의 부족을 설명 미래 시스템에서.

 

인텔의 최신 을 포함하여 경쟁 노트북 프로세서에 M1비교

아래 표는 M1 맥북에 어와 비교하는 시스템을 요약합니다.

맨 오른쪽에 있는 열은 프로세서 TDP로 나눈 Geekbench 멀티코어 점수의 효율성 메트릭에 대한 수치 값을 제공합니다. M1의 경우 측정된 전력 값을 사용합니다. 아이 패드 프로에 대 한 TDP는 추정.

일반적으로, 나는 애플 장치에 대 한 Geekbench 점수를 비교 하 고 싶습니다., 하지만 애플은 어떤 AMD 노트북 프로세서를 사용 하지 않습니다., 또는 최신 인텔 타이거 호수, 그래서 애플 이외의 장치의 몇 가지를 포함 했습니다. 아래 차트는 Geekbench 점수와 효율성 메트릭을 플롯합니다.

차트에서 눈에 띄는 것 중 하나는 14에서 10nm 에서 7 nm 프로세스 노드로 이동하는 x86 아키텍처 프로세서의 효율성이 거의 개선되지 않았다는 것입니다. 이는 프로세스가 효율성에 큰 영향을 미치거나 M1이 TSMC의 5nm 프로세스로 인해 효율성 이점이 있다는 개념에 대해 주장하는 것으로 보입니다.

투자자 테이크 아웃

x86을 통해 애플의 M1의 효율성 장점은 단지 몇 퍼센트 포인트의 문제가 아니라 적어도 4의 요인입니다. 그 차이는 심오하며 PC 산업에 큰 영향을 미칠 것입니다.

Apple의 효율성 이점은 ARM 명령 세트를 사용한다는 사실에서 크게 파생되지 않는 것으로 보입니다. 중요한 것은 Apple이 사용자 지정 프로세서 설계 내에서 ARM 명령 세트를 구현하는 방법입니다. 프로세서 아키텍처는 명령 집합만 아닙니다.

 

그것은 아마 그냥 ARM 명령 세트를 사용 하 여 발생 하는 그것의 자신의 독특한 아키텍처 로 애플 실리콘에 대 한 생각 하는 것이 좋습니다. 애플의 전력 관리 접근 방식은 수년에 걸쳐 정제되었지만 2008 년 PA Semi에서 인수 한 기술에 뿌리를 두고있을 것입니다. PA Semi는 당시 Power PC에 기술을 적용하고 있었기 때문에 접근 방식은 실제로 건축에 구애받지 못했습니다.

애플 아키텍처는 과대 광고, 그리고 그것은 매우 근시안이 어디로 가고 있는지 볼 수 없습니다. 액체 질소 냉각과 같은 영웅적인 극단으로 가고 싶어하지 않는 한 전력 소비는 프로세서 성능의 궁극적 인 한계입니다. 애플은 단순히 더 많은 코어를 추가하고 약간 SOC의 물리적 영역을 확대하여 데스크톱 클래스에 실리콘을 확장 할 수 있습니다.

그리고 우리는 그것이 로드맵이라는 것을 알고 있습니다. 우리는 1 년 동안 그것을 알고 있다. 그리고 그 해에 x86이 갑자기 효율성 격차를 닫았습니까? 아니. 나는 긴 애플을 유지하고 그것을 구매를 평가.