مقایسه‌ی M1 و A14 اپل در تصاویر منتشرشده توسط TechInsights

از زمان رونمایی رسمی از تراشه‌ی ام وان اپل (Apple M1)، بسیاری از کاربران از خود پرسید‌ه‌اند که تراشه‌ی مبتنی‌ بر معماری آرم (ARM) شرکت کوپرتینویی برای رایانه‌های مک، چه تفاوتی با تراشه‌ی ای ۱۴ بایونیک (A14 Bionic) دارد. A14 Bionic که در سری آیفون ۱۲ به کار رفته نیز بر پایه‌ی معماری آرم ساخته شده است. این یعنی دو پردازنده‌‌ بر اساس یک نوع ریزمعماری تولید شده‌اند؛ اما اپل اصلاحاتی در تراشه‌ی M1 اعمال کرده است تا پیشرفته‌تر و قوی‌تر از A14 باشد. پردازنده‌ی M1 اپل ابعاد بزرگ‌تری دارد و از تعداد هسته‌ی بیشتری استفاده می‌کند. 

خبرگزاری ExtremeTech تصویری منتشر کرده است که توسط TechInsights تهیه شده  و به ما امکان می‌دهد به ‌شکلی دقیق دای (Die) دو پردازنده‌ی M1 و A14 را مقایسه کنیم. 

^{پردازنده‌ی M1 (سمت راست) و پردازنده‌ی A14 (سمت چپ)؛ CPU 1 نشان‌دهنده‌ی هسته‌های FireStorm و CPU 2 نشان‌دهنده‌ی هسته‌های IceStorm است}

بر اساس آنچه در تصاویر بالا می‌بینیم، تعداد رابط‌های‌ DDR و هسته‌هایی پرقدرت پردازنده‌ی M1، دو برابر A14 است. به‌علاوه M1 از تعداد هسته‌ی گرافیکی دوبرابر استفاده می‌کند و در این تراشه، حافظه‌ی کش سطح دومی (L2 Cache) که به هسته‌های فایراستورم (Firestorm) اختصاص داده شده، ۱٫۵ برابر بزرگ‌تر است. هسته‌های کوچک‌تر آیس‌استورم (IceStorm) در دو تراشه‌ی M1 و A14 دارای حافظه‌ی کش L2 هم‌اندازه هستند. وجه اشتراک دیگر دو پردازنده‌ی اپل، واحد پردازشی عصبی (NPU) است.

بررسی تصاویر منتشرشده توسط TechInsights نشان می‌دهد M1 به‌طور کلی نسبت ‌به A14،ا۲۵ درصد کش سیستم (System Cache) کمتر دارد و ابعاد دایِ آن ۱٫۳۷ برابر بزر‌گ‌تر از تراشه‌ی پنج نانومتری به‌کاررفته در آیفون ۱۲ است.

افزایش ابعاد دای پردازنده‌ی M1 اپل تا حد زیادی وابسته به دو فاکتور مهم است. نخست، در M1 تعداد هسته‌های CPU، تعداد هسته‌های GPU، حجم حافظه‌ی کش L2 و تعداد رابط‌های DDR بیشتر است. دوم، M1 دارای واحدهایی مجزا است که در A14 پیدا نمی‌شود (همچون تراشه‌ی امنیتی T2). در کنار این‌ها تراشه‌ی M1 اپل از استانداردهایی نظیر PCIe پشتیبانی می‌کند. 

بر اساس یافته‌های TechInsights، اپل به‌منظور افزایش دو برابری تعداد هسته‌های CPU و GPU، در تراشه‌ی M1 از ۲٫۱ برابر سیلیکون بیشتر استفاده کرده است. اختلاف ناچیز تعداد سیلیکون‌ها و هسته‌ها ممکن است مدرکی باشد که اپل از مجموعه‌ترانزیستورهایی که به‌طور ویژه برای قدرت پردازشی زیاد بهینه‌سازی شده‌اند، استفاده کرده و سراغ ترانزیستورهایی که مصرف انرژی را در اولویت قرار دهند نرفته است؛ البته مدارک و شواهد بیشتری برای تأیید این ادعا در دست نداریم. این نکته را هم در نظر بگیرید که سرعت کلاک پردازنده‌ی M1 اندکی بیشتر از A14 است.

از زمان معرفی M1 بسیاری از متخصصان ادعا کرده‌اند که اپل از بلاک‌های شتاب‌دهنده‌ی تخصص‌یافته در این تراشه استفاده کرده است؛ اما هیچ‌گاه شاهد واکاوی جزئیات دقیق آن‌ها نبوده‌ایم. می‌دانیم که در کنترلر تاندربولت ۴ (Thunderbolt 4) اپل، یک پردازنده‌ی سیگنال تصویر (ISP) پیدا می‌شود. به‌علاوه تراشه‌ای در سطح M1 به‌ یک ‌سری قطعه‌ی دیگر نظیر حافظه و کنترلر I/O نیاز پیدا می‌کند و حضور آن‌ها در M1 قطعی است.

احتمال دارد اپل برخی قابلیت‌های نرم‌افزاری خاص را مستقیما به سخت‌افزار تزریق کرده باشد تا قطعات سخت‌افزاری سریع‌تر شوند و انرژی کمتری مصرف کنند. اپل بارها نشان داده که از لحاظ نرم‌افزاری نیز بسیار توانمند است. این روش که در اصطلاح سخت‌افزاری با عنوان «استفاده از سیلیکون تاریک» شناخته می‌شود، در سال ۲۰۱۳ به‌دفعات به ‌بحث گذاشته شد. در آن زمان گفته شد این روش می‌تواند باعث شود شرکت‌های تولیدکننده‌ی تراشه، بهتر از ترانزیستورها استفاده کنند بدون اینکه مصرف انرژی را بالا ببرند.

هنوز به‌طور دقیق نمی‌دانیم که اپل چه قابلیت‌های نرم‌افزاری به بلاک‌های سخت‌افزاری ویژه‌ی M1 تزریق کرده است. گفته می‌شود پلتفرم روزتا ۲ (Rosetta 2) از یک قطعه‌ی سخت‌افزاری خاص در M1 نشأت نمی‌گیرد. عده‌ای می‌گویند اپل با بهره‌گیری از بلاک‌های سخت‌افزاری تخصصی، تلاش کرده است امتیاز بنچمارک M1 را افزایش دهد؛ اما این ادعا توسط کارشناسان رد می‌شود. 

شما کاربران زومیت چه دیدگاهی درباره‌ی تراشه‌های M1 و A14 اپل دارید؟

^{تصویر اصلی مقاله به‌صورت رسمی توسط اپل منتشر شده است و ارتباطی به TechInsights ندارد.}