A família de processadores M3 da Apple está aqui. E promete. Os de Cupertino apresentaram três chips com características diferentes e uma microarquitetura comum: as CPUs M3, M3 Pro e M3 Max. No momento não há sinal de um processador M3 Ultra muito provável, embora possamos ter certeza de que ele chegará no futuro, possivelmente quando a Apple decidir renovar suas famílias de computadores desktop Mac Pro e Mac Studio.
Estes são os primeiros microprocessadores para laptops e desktops fabricados com fotolitografia de 3 nm da TSMC, que é atualmente a mais avançada na fase de produção em grande escala desta empresa taiwanesa. No entanto, a microarquitetura destes chips também introduz várias melhorias muito importantes que, no papel, devem permitir-lhes superar claramente os CPUs equivalentes da família M2.
O subsistema que incorpora as melhorias mais relevantes é o gráfico. Pela primeira vez, um processador Mac implementa aceleração de hardware para rastreamento de raios e também é a primeira vez que a GPU integrada depende de um cache dinâmico. Além disso, o desempenho dos núcleos da CPU e do Neural Engine para inteligência artificial é, segundo a Apple, muito superior ao dos processadores M2, e os chips M3 são projetados para coexistir com um mapa de memória unificado maior (até 128 GB se ficamos com a CPU M3 Max).
Os microprocessadores Apple M3, M3 Pro e M3 Max, em números
m3 máx. | m3 profissional | m3 | M2 | M1 | |
---|---|---|---|---|---|
fotolitografia | 3nm | 3nm | 3nm | 5 nm (2ª geração) | 5nm |
número de transistores | 92 bilhões | 37 bilhões | 25 bilhões | 20 bilhões | 16 bilhões |
fabricante | TSMC | TSMC | TSMC | TSMC | TSMC |
número de núcleos de cpu | Até 16 | Até 12 | 8 | 8 | 8 |
núcleos de alto desempenho (ar) | 12 | 6 | 4 | 4 | 4 |
núcleos de alta eficiência (ae) | 4 | 6 | 4 | 4 | 4 |
número de núcleos gráficos | Até 40 | Até 18 | 10 | 10 | 8 |
MOTOR NEURAL DE NÚCLEOS (NE) | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 |
mapa máximo de memória unificada | 128GB | 36 GB | 24 GB | 24 GB | 16 GB |
tecnologia de memória principal | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR4X-4266 |
largura de banda de memória unificada | Até 400GB/s | 150 GB/s | 100GB/s | 100GB/s | 68GB/s |
codificação e decodificação de vídeo | H.264, HEVC, H.265, ProRes, ProRes RAW e AV1 acelerados por hardware H.264, HEVC, H.265, ProRes, ProRes RAW e AV1 acelerados por hardware | H.264, HEVC, H.265, ProRes, ProRes RAW e AV1v acelerados por hardware | H.264, HEVC, H.265, ProRes, ProRes RAW e AV1 acelerados por hardware | 8K H.264, H.265, ProRes e ProRes RAW | 4K H.264 e H.265 |
conectividade | 3 x Raio 4/USB 4 | 3 x Raio 4/USB 4 | 2 x Raio 3/USB 4 | 2 x Raio 3/USB 4 | 2 x Raio 3/USB 4 |
Este é o desempenho dos processadores M3 que a Apple nos promete
A configuração dos núcleos dos chips da família M3 é consistente com o que as séries M1 e M2 nos propuseram. O processador de entrada da família, o chip M3, incorpora 8 núcleos de CPU (4 de alto desempenho e outros 4 de alta eficiência) e 10 núcleos de GPU. O processador M3 Pro está disponível em duas versões diferentes– com 11 núcleos de CPU e 14 núcleos de GPU, ou com 12 núcleos de CPU (6 núcleos de alto desempenho e 6 núcleos de alta eficiência) e 18 núcleos de GPU. Por fim, o chip M3 Max reúne até 16 núcleos de CPU (12 núcleos de alto desempenho e 4 núcleos de alta eficiência) e até 40 núcleos gráficos.
A Apple nos contou o que podemos esperar sobre o desempenho de seus novos processadores
Como em outras ocasiões, a Apple revelou apenas alguns detalhes sobre a arquitetura dos processadores M3. Como mencionei algumas linhas acima, as melhorias mais relevantes vêm da lógica gráfica (investigaremos isso na próxima seção deste artigo), embora sim, os de Cupertino nos disseram o que podemos esperar sobre o desempenho do seu novo processadores, testando-os com edição de vídeo, processamento de imagem, compilação de código ou aplicativos de produtividade.
O mais prudente é que tomemos com alguma relutância os índices de desempenho que as marcas nos dão porque é evidente que são parte interessada, mas podem ajudar-nos a ter uma ideia aproximada sobre a produtividade dos novos chips. Claro, assim que o novo MacBook Pro ou iMac equipado com chip M3 cair em nossas mãos analisaremos seu desempenho em profundidade. No gráfico abaixo podemos ver que, segundo a Apple, o processador M3 é visivelmente mais rápido que os chips M2 e M1 ao dimensionar imagens com o Photomator.
Ao renderizar imagens usando Redshift, o chip M3 Pro supera em muito os processadores M2 Pro e M1 Pro do que o M3 em relação aos seus antecessores no teste anterior. A frequência de clock mais alta na qual os núcleos CPU e GPU do processador M3 Pro supostamente funcionam funciona a seu favor, embora seja muito provável que os engenheiros da Apple também tenham introduzido otimizações importantes na microarquitetura dos chips M3 em comparação com a implementação dos processadores M2 .
Em seu site a Apple publicou muitos mais testes de desempenho, mas os três que selecionamos ilustram muito bem a produtividade que os chips M3 nos prometem. No gráfico a seguir podemos ver que o M3 Max, o mais capaz até a chegada do processador M3 Ultra no futuro, é muito mais rápido na renderização de imagens em Redshift do que os chips M2 Max e M1 Max.
Esta melhoria é a priori o resultado do aumento da frequência do clock e as otimizações introduzidas pela Apple na microarquitetura dos processadores M3. É claro que a litografia de 3 nm da TSMC, em teoria, funciona a seu favor, não apenas se nos limitarmos ao seu desempenho por watt; Ele também determina as frequências máximas de clock nas quais os núcleos da CPU são capazes de funcionar.
Segundo a Apple, os núcleos de alto desempenho dos processadores M3 são 30% mais rápidos do que os núcleos comparáveis dos chips M1. E os núcleos de alta eficiência são, novamente de acordo com Cupertino, 50% mais rápidos do que os núcleos comparáveis dos chips M1.
Infelizmente, a Apple mal nos deu algumas dicas sobre a eficiência dos microprocessadores M3, embora tenha nos prometido algo revelador: seu desempenho em cenários de uso multithread é o mesmo oferecido por chips M1 comparáveis, mas seu consumo de energia é reduzido pela metade. Nesta área, a litografia de 3 nm faz a diferença.
Ray Tracing de hardware e cache dinâmico chegam à GPU do Mac
A Apple garante que os gráficos dos processadores M3 jogam em outro patamar. Pode ser. Saberemos com certeza quando tivermos a oportunidade de analisar a fundo os primeiros Macs equipados com estes chips, mas a verdade é que, no papel, as melhorias implementadas na sua lógica gráfica parecem muito boas. Um dos mais importantes é cache dinâmico, uma estratégia de trabalho que permite à GPU decidir em tempo real quanta memória local precisa reservar para cada tarefa. Esta técnica em teoria permite maximizar o uso da lógica gráfica e seu desempenho. Ao mesmo tempo otimiza o uso da memória local.
A GPU integrada nos processadores M3 implementa hardware especificamente dedicado à aceleração de ray tracing
Além disso, a GPU integrada nos processadores M3 implementa hardware especificamente dedicado à aceleração de ray tracing. Os jogadores de PC sabem bem que esta estratégia de renderização exige muito mais do hardware gráfico do que a rasterização tradicional, por isso a presença de hardware dedicado é bem-vinda. Segundo a Apple, o desempenho dos chips M3 é até 2,5 vezes maior que o dos processadores M1 quando o rastreamento de raios. Soa bem.
Porém, a lógica gráfica dos processadores M3 implementa mais uma melhoria que não vale a pena negligenciar: a aceleração de hardware do sombreamento de malha. Em termos gerais, esta técnica atua na geometria da cena com o propósito de transformar geometrias complexas em um pacote de malhas mais simples que podem ser renderizadas com muito menos esforço. Segundo a Apple, a GPU dos processadores M3 é capaz de entregar o mesmo desempenho da lógica gráfica dos chips M1, mas consumindo metade da energia.
Até 128 GB de memória unificada
A implementação de um mapa de memória unificado que é acedido tanto pelos núcleos do CPU como pelo GPU responde à procura de uma estratégia que permita reduzir a latência, aumentar a eficiência energética e, ao mesmo tempo, melhorar a velocidade de transferência. Essa técnica ainda está presente nos processadores M3, mas esses chips podem funcionar em conjunto com um mapa de memória unificado maior. O processador M3 mantém o máximo de 24 GB do chip M2, mas o M3 Pro aumenta esse número para 36 GB, e o M3 Max para impressionantes 128 GB.
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