Apple M1

Apple M1; Central processing unit
Progettato da	Apple Inc.
Produttore	TSMC
Variante	M1 Pro; M1 Max; M1 Ultra
Applicazioni	PC (Mac), tablet (iPad)
Successore	Apple M2
Nome in codice	APL1102
Specifiche tecniche
Processo; (l. canale MOSFET)	5 nm
Set di istruzioni	AArch64 (ARM64)
N° di core (CPU)	Octa-Core (8) 4 High (3,20 GHz); 4 Low (2,00 GHz);
Cache L1	per Core (CPU): 192+128 KB (x4 High); 128+64 KB (x4 Low);
Cache L2	per Cluster (CPU): 12 MB (x4 High); 4 MB (x4 Low);
GPU	Apple (Octa-Core); 128 Executions units; 2,6 TFLOPS; 82 Texels/sec; 41 GPixels/sec;
NPU	Apple (Hexadeca-Core); 1,1 TFLOPS;

Apple M1 è il primo System on a chip progettato da Apple Inc. in architettura RISC su base ARM (Aarch64)^[1] per ambiente Mac e iPad.^[2]

Il chip M1 è realizzato con processo produttivo a 5 nm ed è composto da CPU, GPU, NPU, ISP, I/O, Secure Enclave e una memoria unificata (UMA).^[1]

Presentato all'evento "One more thing." del 10 novembre 2020^[2], Apple M1 viene montato su MacBook Air 13", MacBook Pro 13", Mac mini 2020, iMac 24”, iPad Pro 2021 e iPad Air 2022.

Caratteristiche

CPU

L'Apple M1 è dotato di una unità di elaborazione centrale (CPU) a 8 core, di cui 4 "Firestorm", ad alte prestazioni, e 4 core "Icestorm", ad alta efficienza.^[3]

I 4 core ad alte prestazioni (P cluster) operano tra i 0,6 ed i 2,064 GHz, con un consumo massimo di 13,8 W e hanno:

cache istruzioni L1 da 192 KB
cache dati L1 da 128 KB
cache condivisa L2 da 16 MB

I core ad alta efficienza operano invece tra i 0,6 ed i 3,204 GHz, con un consumo massimo di 1,3 W e hanno:

cache istruzioni L1 da 128 KB
cache dati L1 da 64 KB
cache condivisa L2 da 4 MB

GPU

Il chip Apple M1 integra una unità di elaborazione grafica (GPU) da 8 core (1 disattivato sul modello "entry level" del MacBook Air2020) che operano tra i 450 MHz e i 1,278 GHz, con una richiesta energetica massima di circa 10 W e contiene 128 EU (Execution Unit)^[4]. In totale l'M1 contiene 256 unità di esecuzione (EU)^[5], 32 per core, in grado di eseguire quasi 25.000 thread simultaneamente, garantendo un throughput (FP32) fino a 2,6 TFLOPS.^[2]

Anche la GPU è prodotta col processo di fabbricazione TSMC a 5 nm.^[5]

NPU

L'M1 è dato di una unità di elaborazione neurale (NPU) denominata "Apple Neural Engine", composta da 16 core in grado di garantire prestazioni fino a 11 TOPS.^[3]

Memoria

Il chip M1 è dotato di una memoria unificata UMA (Unified Memory Architecture) di tipo LPDDR4X-4266 128-bit condivisa tra tutti i componenti del chip. Sia il chip che la memoria sono montati nello stesso System-On-Chip (SoC) ed è disponibile nelle configurazioni da 8 GB o 16 GB.^[3]

Pro Video Encode / Decode

Apple M1 predispone fisicamente al suo interno anche di video codificatori/decodificatori di tipo hardware che hanno il compito di codificare e/o decodificare flussi video in modo accelerato.

		Encode	Decode
MPEG VCEG	AVC1 H.264	✓	✓
	HEVC H.265 (8 bit)	✓	✓
	HEVC H.265 (10 bit)	✓	✓
	VVC H.266	✘	✘
Google	VP8	✓	✓
	VP9	✓	✓
	AV1	✘	✓
	VC-1	✘	✓
	JPEG	✓	✓

Altri componenti

È presente un image signal processor (ISP), un controller PCIe, un Secure Enclave, e un controller USB4 che include il supporto alla tecnologia Thunderbolt 3.

La componentistica di Apple M1 è la seguente^[3]:

GPU	GPU	GPU	GPU
CPU ^Firestorm ^(3,20 GHz)	CPU ^Firestorm ^(3,20 GHz)	CPU ^Icestorm ^(2,00 GHz)	CPU ^Icestorm ^(2,00 GHz)	UMA ^{(4/8 GB)}
192+128 KB	192+128 KB	128+64 KB	128+64 KB
CPU ^Firestorm ^(3,20 GHz)	CPU ^Firestorm ^(3,20 GHz)	CPU ^Icestorm ^(2,00 GHz)	CPU ^Icestorm ^(2,00 GHz)
192+128 KB	192+128 KB	128+64 KB	128+64 KB
Cache 12 MB		Cache 4 MB
GPU	GPU	GPU	GPU	UMA ^{(4/8 GB)}

NPU	NPU	NPU	NPU
NPU	NPU	NPU	NPU
NPU	NPU	NPU	NPU
NPU	NPU	NPU	NPU

Configurazioni

Il chip Apple M1 è disponibile nelle seguenti configurazioni^[6]:

CPU 8-core (4 Performance core e 4 Efficiency core), GPU 7-core, Neural Engine 16‑core
CPU 8-core (4 Performance core e 4 Efficiency core), GPU 8-core, Neural Engine 16‑core

Memoria: 8/16 GB.

Prestazioni e benchmark

Le migliori prestazioni registrate da Apple M1 sono le seguenti:^[7]

Benchmark da GeekBench

Apple M1 (Single-Core)			1762

Apple M1 (Multi-Core)			7718

Applicazioni predisposte

Sin dal lancio di Apple M1 (che ha aperto la strada alle istruzioni ARM anche nei Mac), molti sviluppatori hanno contribuito alla ricompilazione delle proprie app, al fine di poter girare con istruzioni ARM in modo nativo nella piattaforma Silicon senza quindi necessità di essere gestite da Rosetta 2 che si occupa di tradurre codice x86 proveniente da app non native (al fine di poter essere comunque supportate da queste piattaforme).

Di seguito, alcune delle app più conosciute già native:^[8]

Affinity Suite (Designer, Photo, Publisher)
Cinema 4D
Clip Studio Paint
Compressor
Darkroom
DaVinci Resolve
djay Pro AI
EasyDraw
Final Cut Pro
Gaveira
HandBrake
Pages, Numbers, Keynote
Logic Pro
Luna Display
Office 2019
Suite Omni (Focus, Graffle, Outline, Planner)
Motion
Pixelmator 2
Ulysses
Unity
Xcode

Inoltre, anche applicativi minori quali per prestazioni e monitoraggio di sistema come Sense, iStat Menu e GeeckBench 5 o di messaggistica come Telegram e Twitter sono già predisposte a girare in modo nativo nel sistema ARM.

Dispositivi predisposti

(2020): MacBook Air
(2020): MacBook Pro 13"
(2020): Mac mini
(2021): iMac 24”
(2021): iPad Pro
(2022): iPad Air

Note

^ ^a ^b (EN) Michelle Ehrhardt last updated, Apple M1 Chip: Specs, Performance, Everything We Know, su Tom's Hardware, 11 giugno 2021. URL consultato il 15 novembre 2023.
^ ^a ^b ^c Apple svela il chip M1, su Apple Newsroom (Italia). URL consultato il 15 novembre 2023.
^ ^a ^b ^c ^d (EN) Klaus Hinum, Apple M1 Processor - Benchmarks and Specs, su Notebookcheck. URL consultato il 15 novembre 2023.
^ (EN) Apple M1: performance and specs | NanoReview, su NanoReview.net. URL consultato il 16 novembre 2023.
^ ^a ^b (EN) Klaus Hinum, Apple M1 GPU - Benchmarks and Specs, su Notebookcheck. URL consultato il 16 novembre 2023.
^ MacBook Air - Specifiche tecniche - Apple (IT), su web.archive.org, 30 novembre 2020. URL consultato il 15 novembre 2023 (archiviato dall'url originale il 30 novembre 2020).
^ (EN) GeekBench, su browser.geekbench.com.
^ (EN) Is Apple silicon ready?, su isapplesiliconready.com.

Voci correlate

Altri progetti

Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Apple M1

Collegamenti esterni

Pagina ufficiale, su apple.it.
MacBook Pro 2020 M1: analisi di consumi, temperature e dettagli tecnici, su DDAY.it, 20 novembre 2020.
Apple M1, ecco perché è così veloce: come funzionano i core Firestorm e la memoria unificata, su DDAY.it, 5 gennaio 2021.

Portale Apple

Portale Informatica

Portale Telefonia

[:0-1] (EN) Michelle Ehrhardt last updated, Apple M1 Chip: Specs, Performance, Everything We Know, su Tom's Hardware, 11 giugno 2021. URL consultato il 15 novembre 2023.

[:1-2] Apple svela il chip M1, su Apple Newsroom (Italia). URL consultato il 15 novembre 2023.

[:2-3] (EN) Klaus Hinum, Apple M1 Processor - Benchmarks and Specs, su Notebookcheck. URL consultato il 15 novembre 2023.

[4] (EN) Apple M1: performance and specs | NanoReview, su NanoReview.net. URL consultato il 16 novembre 2023.

[:3-5] (EN) Klaus Hinum, Apple M1 GPU - Benchmarks and Specs, su Notebookcheck. URL consultato il 16 novembre 2023.

[6] MacBook Air - Specifiche tecniche - Apple (IT), su web.archive.org, 30 novembre 2020. URL consultato il 15 novembre 2023 (archiviato dall'url originale il 30 novembre 2020).

[7] (EN) GeekBench, su browser.geekbench.com.

[8] (EN) Is Apple silicon ready?, su isapplesiliconready.com.

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