O evento de apresentação dos novos Apple M3, MacBook Pro e iMac permitiu-nos conhecer a renovada aposta da empresa neste segmento. O salto para a fotolitografia de 3 nm foi confirmado, mas o curioso é que esse recurso acabou sendo uma decepção. Vamos ver por quê.
comparações injustas. A Apple destacou como as principais melhorias do SoC Apple M3 chegam às suas GPUs, que são “até 2,5 mais rápidas que as da família de chips M1”. Os núcleos de desempenho e eficiência da CPU são 30% e 50% mais rápidos que o M1, respectivamente. Tudo muito bem, mas o M1 (o modelo básico) são chips de três anos atrás.
Não muito mais rápido que o M2. De acordo com os dados publicados pela própria Apple, os M3s não são significativamente mais poderosos do que os M2s que substituem. Apesar do salto para a litografia de 3 nm, os núcleos de eficiência de sua CPU são 30% mais rápidos, mas os núcleos de desempenho são 15% mais rápidos que os dos chips M2. Esperávamos mais.
TSMC já avisou. Em 2020, a TSMC já indicava como estavam em andamento seus processos de produção de chips com fotolitografia de 5 nm e 3 nm, e os ganhos seriam notáveis: a densidade melhorava a cada salto, e se com o nó de 7 nm conseguissem “medir” 91,20 milhões de transistores por milímetro quadrado, com 5 nm o número subiria para 171,3 milhões, e com 3 nm o número chegaria a 291,21 milhões de transistores. Mesmo assim, as melhorias na eficiência e no desempenho seriam mais modestas: ao comparar 3nm com 5nm, explicaram, alcançariam entre 10 e 15% de melhoria no desempenho com o mesmo consumo de energia, ou uma redução no consumo entre 25 e 30 % com a mesma potência.
Onde estão meus transistores? Há, no entanto, uma informação publicada pela Apple que pode explicar estas modestas melhorias no desempenho do seu CPU: o número de transístores não mudou tanto como seria de esperar. A passagem da fotolitografia de 5 nm para 3 nm, como vimos, permite que a densidade seja multiplicada por 1,7, mas a Apple aparentemente não quis aproveitar ao máximo essa opção, e pelo menos em seu M3 e M3 Pro o número de transistores é suspeitamente semelhante ao do M1/M2 e M1 Pro/M2Pro.
Algo estranho está acontecendo com o M3 Pro. Este estranho fenómeno é especialmente evidente com os novos M3 Pro, SoCs que surpreendentemente têm menos transístores que o M2 Pro: estes tinham 40 milhões de transístores, e os novos M3 Pro têm 37 milhões. Como é possível?
O M3 e M3 Max cumprem, o M3 Pro não. Levando em conta que a densidade é multiplicada por 1,7, seria de esperar muito mais chips tanto no M3 quanto no M3 Pro. Tomando como referência o M1 (também fabricado em 5 nm), dos 16 milhões de transistores que deveríamos ter passado para 27,2, portanto os 25 milhões reais são um número bastante consistente. Os 57 milhões do M1 Max deveriam ter saltado para 96,9 milhões, então novamente os 92 milhões do M3 Max são razoáveis. Por outro lado, o M1 Pro tinha 33,7 milhões, pelo que o M3 Pro deverá ter cerca de 57,3 milhões. Na verdade, ele tem 37 anos, um número alarmantemente baixo.
Esperando pelo M3 Ultra. Se esse fator de progressão e multiplicação de densidade for mantido, podemos estimar o número de transistores no M3 Ultra. Se o M1 Ultra tivesse 114 milhões de transistores, espera-se que o M3 Ultra acabe tendo pouco menos de 193,8 milhões. O fato de todos esses chips serem um pouco mais baixos, principalmente no caso do M3 Pro, pode ter uma explicação.
Chips menores (e mais baratos para a Apple). Com esta decisão, a empresa de Cupertino poderia ter conseguido maximizar a margem de lucro destes chips, que não incluem tantos transistores pela simples razão de serem menores. Se forem menores, o cálculo é fácil: seriam retirados mais chips de cada wafer, então os benefícios crescem para a Apple, que aqui estaria “colocando em camadas” artificialmente a superfície de cada chip. Quanto menos transistores, menor será o ganho de desempenho geral.
Ou estão reservados ou os 3 nm são verdes. Aqui os motivos que podem explicar esta decisão são variados, mas destacamos dois. A primeira é que a Apple está simplesmente se segurando: se lançarem M3s um pouco mais modestos, terão espaço para melhorias para apertar os parafusos desses chips com o futuro lançamento dos M4s. A segunda, que talvez o atual nó de fabricação da TSMC usado nesses chips esteja simplesmente dando seus primeiros passos e os “rendimentos” – produção efetiva – não sejam tão altos como em processos mais maduros, algo comum na fabricação de semicondutores. Seja como for, na ausência de testes de desempenho independentes uma coisa parece clara: os M3s não parecem tão brutais como havíamos previsto.
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