С выпуском M2 Ultra, принесшего нам обновления Mac Studio и Mac Pro, Apple завершила свой переход от Intel и завершила семейство процессоров M2.
Теперь все взоры устремлены на М3. В сообщениях говорится, что Apple уже тестирует новые ноутбуки с M3, и первый из них, возможно, появится в конце этого года. Мы пока мало что знаем о M3, за исключением того, что он, скорее всего, будет производиться с использованием 3-нанометрового производственного процесса TSMC.
Если мы хотим иметь некоторое представление о том, чего ожидать от M3, мы можем посмотреть на эволюцию процессоров серии M и на то, как они соотносятся с серией A, используемой в iPhone и iPad. Никто на самом деле не знает, что принесет M3, пока Apple не расскажет нам, но мы можем использовать прошлое, чтобы предсказать будущее.
Обновлено 18.07.23: Ошибка электронной таблицы вызвала некоторые неточные значения Geekbench. Это было исправлено.
Содержание статьи
Как М3 соотносится с А16
Когда мы оценивали производительность процессора M2 в начале прошлого года, мы основывали наши предположения на простой концепции: так же, как M1 — это, по сути, большой A14 с несколькими настройками, M2 будет большим A15. Если вы посмотрите на разницу в производительности между A15 и A14, вы сможете оценить разрыв в производительности между M2 и M1.
Это оказалось довольно хорошо — наши прогнозы были не за горами. Мы считаем, что M3 будет основан на тех же архитектурных обновлениях, что и A16, только снова с большим количеством ядер и несколькими другими настройками. Справедливо ли будет сказать, что M3 будет иметь такой же разрыв в производительности по сравнению с M2, как A16 по сравнению с A15? Это, вероятно, чрезмерное упрощение, но это лучшее место для начала любого обсуждения процессора, до которого еще как минимум пара месяцев.
3-нанометровый техпроцесс TSMC
Все слухи до сих пор говорят, что M3 будет 3-нм чипом, произведенным партнером Apple TSMC. Это одна из причин, по которой мы можем не увидеть в этом году продукт на базе M3. 3-нм процесс TSMC все еще находится в зачаточном состоянии со сравнительно небольшой производственной мощностью, и Apple этой осенью использует все это только для A17 в iPhone. Эти более крупные (и меньшие по объему) чипы M-серии должны ждать увеличения производственных мощностей TSMC, а это может произойти не раньше 2024 года.
Но независимо от сроков, этот сдвиг в производстве внес небольшую морщину в наши оценки производительности. A14, A15, A16, M1 и M2 были изготовлены на различных версиях 5-нм техпроцесса TSMC. Переход на 3-нанометровый техпроцесс — это довольно серьезное дело — он обеспечивает гораздо большую плотность и должен обеспечить более высокую тактовую частоту, меньшее энергопотребление или, возможно, и то, и другое.
Большая плотность означает, что у Apple будет место для большего количества ядер, большего объема кэш-памяти или других функций, чтобы сделать M3 большим скачком по сравнению с дизайном A16, чем M2 был к A15.
M3: оценки производительности ЦП
Давайте начнем с рассмотрения эволюции производительности одноядерных процессоров для последних чипов A-серии. Мы ожидаем прироста в Geekbench 6.1 примерно на 9-10% в годовом исчислении.
Литейный завод
Улучшения в многоядерной производительности были выше, в диапазоне 15-20 процентов каждый год, даже несмотря на то, что все три чипа имеют одинаковое количество ядер: два высокопроизводительных ядра и четыре высокоэффективных ядра.
Литейный завод
Как это отразится на производительности M3? Мы начнем с показателей M2, а затем добавим ту же разницу в производительности, которую мы видели между A15 (на котором основан M2) и A16 (на котором может быть основан M3). И вот что мы находим…
Литейный завод
Одноядерный показатель около 2900 или около того поставит M3 в ту же лигу, что и процессоры Intel 13-го поколения (Raptor Lake). Самые быстрые процессоры Intel и AMD для настольных ПК сегодня набирают около 3000 баллов или чуть меньше, а самые производительные чипы для тонких и легких ноутбуков находятся в диапазоне 2500-2600 баллов. Intel и AMD добились больших улучшений с тех пор, как M1 потряс процессорную индустрию своей производительностью и эффективностью, и Apple необходимо будет обеспечить удивительно большой скачок производительности одноядерных процессоров с M3, чтобы оставаться впереди.
Литейный завод
Многоядерный результат Geekbench более 11 000 для M3 предполагает, что Apple обеспечивает такой же прирост многоядерной производительности, как и с A16, но это не так. нет предположим увеличение количества ядер по сравнению с M2. То же самое касается оценки M3 Max более 16 000. Хотя это хорошие результаты, лучшие настольные процессоры от Intel и AMD в настоящее время набирают около 20 000 баллов.
16 000 баллов соответствуют лучшим чипам Intel/AMD для ноутбуков на сегодняшний день, а 11 000 конкурентоспособны, только если вы посмотрите на конкурентов с очень ограниченной мощностью.
Однако Марк Гурман из Bloomberg сообщил, что тестируемая версия M3 Pro теперь имеет 12 ядер: шесть высокопроизводительных и шесть высокоэффективных. Каждый M2 имеет четыре показателя эффективности, так что вполне возможно, что Apple добавляет пару ядер эффективности, по крайней мере, в M3 Pro/Max и, возможно, во всю линейку M3. Если это произойдет, вы можете увидеть увеличение производительности многоядерных процессоров примерно на 1000 баллов.
Ожидается, что к тому времени, когда продукты M3 появятся на рынке, у Intel и AMD будут доступны процессоры нового поколения, которые еще больше поднимут планку производительности и эффективности. Когда дело доходит до многоядерной производительности, поколение M3 должно будет сделать более значительные улучшения, чем ожидалось, чтобы опередить достижения Intel и AMD.
Оценки производительности графического процессора M3 и M3 Max
При прогнозировании производительности графического процессора все немного меняется. Apple добавила ядра графического процессора в M2 и, похоже, сделает то же самое с поколением M3. M2 увеличил максимальное количество ядер графического процессора с восьми до 10, M2 Pro — с 16 до 19, а M2 Max — с 32 до 38. (M2 Ultra — это два чипа M2 Max, сшитые вместе.)
В этой утечке Марка Гурмана говорится, что базовая модель M3 Pro имеет 18 ядер графического процессора, что на два ядра больше, чем у базовой модели M2 Pro; Таким образом, полностью оборудованный M3 Pro может иметь 20-24. Из этого мы можем сделать вывод, что у M3 будет 10-12, а у M3 Max 40-48 ядер графического процессора.
Вот как выглядит производительность GPU-вычислений в Geekbench 6 на чипах Apple A-серии.
Литейный завод
Как это повлияет на производительность графического процессора? Наша оценка предполагает скачок с A15 до A16 и применяет это к серии M.
Литейный завод
Для вычислительной производительности графического процессора с использованием API Metal это означает, что оценки приближаются к 45 000 для M3 и более 155 000 для M3 Max. Это респектабельные цифры, но далеко отстает от лучших видеокарт на стороне ПК, которые набирают от 250 до 300 тысяч баллов в версии OpenCL этого теста. Лучшие карты Radeon, используемые с компьютерами Mac на базе Intel, набрали более 200 000 баллов. Вы можете добавить около 10 процентов к этим показателям, если Apple увеличит количество ядер, как и ожидалось.
Конечно, ни один из них не поместится в ноутбук. Втиснуть как можно больше производительности графического процессора в единую систему на кристалле с общей памятью — это сейчас игра Apple, а это означает большую мощность и тепловые характеристики. В самых быстрых результатах будут доминировать энергоемкие компоненты настольных компьютеров, которые могут выделять сотни ватт на процессор и графический процессор, и теперь это исключительно область ПК с Windows и Linux.
Скорость, с которой GPU может выполнять вычислительные алгоритмы, — это одно, но что действительно волнует людей, так это производительность 3D-графики для высококлассных игр. Графическая производительность значительно улучшилась при переходе от A14 к A15 благодаря добавлению пятого ядра графического процессора, но A16 по-прежнему удалось выжать более чем на 12 процентов больше производительности при сохранении того же количества ядер, в основном благодаря использованию более быстрой памяти.
Литейный завод
Серия M продолжает добавлять ядра и, как ожидается, добавят их снова. Наша оценка показывает значительный прирост производительности, но, опять же, это не сравнится с прожорливыми видеокартами. Даже если вы добавите 10 процентов к нашим оценкам на дополнительные ядра.
Литейный завод
Оценка 28 000 для M3 Max ставит его на тот же уровень, что и GeForce RTX 3070. Впечатляет для большой системы на кристалле, которую можно использовать в ноутбуке, но с большим отрывом превосходит лучшие современные графические процессоры для настольных ПК.
Apple еще может нас удивить
Конечно, наши предположения о производительности учитывают скачок с A15 на A16 и предполагают такой же скачок с M2 на M3. Но если все слухи верны, M3 перейдет на новый 3-нм производственный процесс, который потенциально может позволить значительно увеличить количество транзисторов. Можно с уверенностью сказать, что M3 будет для M2 точно тем же, чем A16 был для A15, но я надеюсь на большее.
Это может проявляться по-разному: больше ядер, больше кэш-памяти или даже фундаментальные изменения дизайна для увеличения пропускной способности. Слухи о паре ядер с повышенной эффективностью вполне обоснованы, но место для еще одного или двух высокопроизводительных ядер найдется. Или высокопроизводительные ядра могут вообще не следовать архитектуре A16 — возможно, у Apple было время включить следующий дизайн, который, вероятно, появится в A17.
Архитектура графического процессора немного устарела и практически не изменилась в поколении A16. Возможно, у M3 будет совершенно новый дизайн ядра графического процессора? Не слишком ли много надежд на ускорение трассировки лучей?
И, конечно же, искусственный интеллект и машинное обучение очень важны для Apple. Об обновленном Neural Engine не может быть и речи.
Я жаловался, что A16 был, по сути, A15+, чипом, который мало что может показать, кроме увеличенной тактовой частоты и более быстрой памяти. Было высказано предположение, что первоначальный дизайн A16 больше отличался от A15 и предназначался для 3-нм чипа. Но прошлой осенью процесс TSMC не был готов к выпуску десятков миллионов iPhone, поэтому вместо этого мы получили настроенный A15. Но поскольку M3, возможно, появится намного позже, возможно, в нем будут использованы некоторые конструктивные изменения и улучшения, изначально предназначенные для A16, которые так и не были реализованы.
Когда был выпущен M1, вся индустрия процессоров отступила назад. К моменту выпуска M3 это будет уже более трех лет, и у Intel и AMD было время внести коррективы, подняв производительность и эффективность на новый уровень. Если Apple и дальше будет впечатлять своей производительностью и эффективностью, M3 должен будет обеспечить более высокий скачок производительности, чем мы обнаружили в M2. Это должно быть нечто большее, чем переход с A15 на A16, перенесенный на чипы для ноутбуков и настольных компьютеров. Переход на 3-нм техпроцесс дает Apple возможность сделать гораздо больше, чтобы отделить M3 от своего предшественника, чем это было с 5-нм A16, и она должна защитить свою репутацию.
