Apple M1, así es el chip que marca el adiós a Intel en los Mac

El SoC Apple M1 es el primer paso de la compañía de la manzana en su transición total hacia la arquitectura ARM, un movimiento que, como recordarán nuestros lectores habituales, ya os adelantamos en su momento en este artículo.

Cuando Apple confirmó el abandono de los procesadores x86 de Intel a favor de sus propios SoCs basados en la arquitectura ARM surgieron muchas dudas, pero lo cierto es que la compañía que dirige Tim Cook no es una recién llegada al mundo de los SoCs, todo lo contrario, llega años liderando el sector con diseños personalizados que han demostrado que la calidad es más importante que la cantidad.

Especial mención merecen, en este sentido, el SoC Apple A7, uno de los más populares de la compañía, que estuvo presente en el iPhone 5s y que marcó el salto a los 64 bits, o el Apple A11 Bionic, que incorporaba una CPU de seis núcleos y una unidad de procesamiento neural de alto rendimiento.

Con el SoC Apple M1, la compañía estadounidense ha disipado todas las dudas que teníamos hasta el momento. No solo es un chip muy potente, sino que además tiene un alto grado de especialización y simplifica de forma notable el diseño tradicional que venían adoptando los equipos Mac.

Para entenderlo mejor vamos a poner un ejemplo sencillo. Un MacBook Air con procesador Intel monta varios componentes en un mismo PCB: el procesador, que integra una GPU; la memoria RAM y otros elementos dedicados a la seguridad y a otras características importantes. En algunas configuraciones debemos añadir, además, la unidad gráfica dedicada y la memoria gráfica de esta.

Pues bien, el SoC Apple M1 simplifica ese diseño de una manera increíble, ya que integra en un único encapsulado casi todos los elementos que son necesarios para dar vida a un Mac:

• Procesador (CPU).
• Unidad de procesamiento neural.
• Unidad gráfica.
• Controladora para coordinar todos los elementos.
• Memoria caché.
• Memoria DRAM (gráficos y sistema).
• Secure Enclave.
• Controladora para puertos Thunderbolt 4.

Apple M1: 5 nm, procesador de 8 núcleos y GPU de 2,6 TFLOPs

El SoC Apple M1 es un chip de última generación que está fabricado en proceso de 5 nm y cuenta, además, con una configuración equilibrada en términos de potencia, de consumo y de eficiencia térmica. En su cara CPU nos encontramos con un procesador de 8 núcleos dividido en dos bloques de cuatro núcleos, uno de alto rendimiento y otro de alta eficiencia.

Los cuatro núcleos de alto rendimiento utilizan una arquitectura de ejecución «ultra-wide» con un total de 12 MB de caché L2 compartida, 192 KB de caché para instrucciones y 128 KB para caché de datos. Estos núcleos están especializados en tareas exigentes que requieran de una alta potencia, y se reservan para tal fin. Por su parte, los cuatro núcleos de bajo consumo utilizan una arquitectura de ejecución «wide» y disponen de 4 MB de caché L2 compartida, 128 KB de caché para instrucciones y 64 KB para caché de datos.

En términos de eficiencia, Apple asegura que esta CPU es capaz de ofrecer el mismo rendimiento que el último procesador para portátiles consumiendo solo una cuarta parte de la energía de aquel, lo que colocaría al SoC Apple M1 como el chip más eficiente de su categoría, y también como uno de los más potentes que existen actualmente.

Y hablando del rendimiento, la compañía de la manzana ha pecado, a mi juicio de ofrecer datos de rendimiento demasiado generales y vagos, pero esto no quiere decir que no hayan ofrecido detalles interesantes. Según Apple, los núcleos de alta eficiencia del SoC Apple M1 rinden, más o menos, al nivel del MacBook Air actual en su configuración con CPU de doble núcleo. Todavía es pronto para sacar conclusiones, pero parece que la firma que dirige Tim Cook ha logrado dar forma aun chip bastante competente y bien equilibrado.

Saltando a la GPU, nos encontramos con un diseño personalizado de Apple que cuenta con 8 núcleos gráficos, 128 unidades de ejecución y que es capaz de alcanzar una potencia de 2,6 TFLOPs. No está nada mal, sobre todo teniendo en cuenta que se trata de una solución integrada, y que es capaz de doblar la eficiencia energética de la GPU integrada más potente que existe actualmente en el sector portátil. Será interesante ver qué rendimiento es capaz de ofrecer frente a las nuevas Intel Xe, presentes en la serie Tiger Lake.

La unidad de procesamiento neural suma un total de 16 núcleos y es capaz de realizar un total 11 billones (sí, con «b») de operaciones por segundo, mientras que el chip Secure Enclave ofrece una serie de funciones interesantes a nivel de seguridad, entre las que podemos destacar el arranque seguro verificado a nivel de hardware, el cifrado automático de alto rendimiento y la protección en tiempo real a nivel de sistema operativo.

No está nada mal, ¿verdad? Pero la guinda al pastel la pone la arquitectura de memoria unificada integrada en el SoC, ya que esto permite reducir enormemente los tiempos de acceso y las latencias, y contribuye a mejorar el rendimiento y la respuesta tanto del sistema operativo como de las diferentes aplicaciones que ejecutemos.

Apple ha encontrado su camino sin Intel, ¿pero qué hay de las aplicaciones?

En líneas generales Apple ha logrado demostrar que no necesita a Intel. Es cierto que la compañía de la manzana todavía tiene mucho camino por delante, ya que el SoC Apple M1 encaja sin problemas en portátiles, ultraportátiles y en equipos de bajo consumo, pero no está a la altura de las soluciones más potentes que ofrece el gigante del chip, y que Apple venía utilizando en sus líneas iMac, iMac Pro y Mac Pro.

Imagino que, en los próximos meses, Apple hará nuevas presentaciones y anunciará SoCs más potentes que estarán dirigidos al sector de alto rendimiento. Con todo, también cabe la posibilidad de que la compañía necesite plazos más largos, y que por ello acabe recurriendo a Intel una vez más, aunque sea de forma parcial. Es un tema complicado que queda un poco en el aire, así que solo podemos esperar a ver qué ocurre.

Por lo que respecta a las aplicaciones no hay nada que objetar. Tal y como se esperaba, Apple ha confirmado una coexistencia total de aplicaciones universales que funcionarán sin problemas tanto en equipos Mac con procesadores Intel x86 como en aquellos que utilicen el nuevo chip Apple M1.

La herramienta Rosetta 2 jugará un papel fundamental, ya que facilitará enormemente la transición a los nuevos SoCs ARM de Apple, y no tendremos que preocuparnos por el rendimiento de macOS Big Sur, ya que estará totalmente optimizado para funcionar sin problemas con procesadores Intel x86 Apple ARM.