A próxima geração de chips pertencentes à família M da Apple já está aqui. E veio com o novo iPad Pro Durante a apresentação que aconteceu esta tarde, os de Cupertino confessaram que as capacidades do a tela Ultra Retina XDR de seus novos tablets os forçaram a desenvolver um novo SoC em vez de apostar em um dos chips M3 que estão em seu catálogo há meses.
Na tabela de especificações que publicamos abaixo destas linhas não há nenhuma característica que nos convide a aceitar que o SoC M4 representa um avanço gigante em relação ao seu antecessor. Na verdade, poderíamos prever boa parte de suas especificações antes que a Apple o anunciasse oficialmente. No entanto, não devemos esquecer que os de Cupertino não analisaram em profundidade a microarquitetura dos seus núcleos CPU e GPU, e as pistas que nos deram convidam-nos a intuir que introduziram melhorias importantes em ambas as lógicas.
Chips M4, M3, M2 e M1 da Apple, em números
M4 | m3 | M2 | M1 | |
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fotolitografia | 3 nm (2ª geração) | 3nm | 5 nm (2ª geração) | 5nm |
número de transistores | 28 bilhões | 25 bilhões | 20 bilhões | 16 bilhões |
fabricante | TSMC | TSMC | TSMC | TSMC |
número de núcleos de cpu | Até 10 | 8 | 8 | 8 |
núcleos de alto desempenho (ar) | 4 | 4 | 4 | 4 |
núcleos de alta eficiência (ae) | 6 | 4 | 4 | 4 |
número de núcleos gráficos | 10 | 10 | 10 | 8 |
MOTOR NEURAL DE NÚCLEOS (NE) | 16 | 16 | 16 | 16 |
mapa máximo de memória unificada | 24GB | 24GB | 24GB | 16 GB |
tecnologia de memória principal | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR4X-4266 |
largura de banda de memória unificada | 120 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 | 8K H.264, H.265, ProRes e ProRes RAW | 4K H.264 e H.265 |
conectividade | 2 x Raio 3/USB 4 | 2 x Raio 3/USB 4 | 2 x Raio 3/USB 4 | 2 x Raio 3/USB 4 |
A arquitetura do SoC M4, em detalhes
Uma das empresas com a qual a Apple tem relacionamento mais próximo é a responsável pela fabricação dos chips M4: a TSMC. Assim como os SoCs da família M3, os chips M4 são produzidos no nó de litografia de 3nm, mas a tecnologia de integração utilizada pela TSMC na fabricação dessas duas famílias não é a mesma. Na produção dos SoCs M3, esta empresa taiwanesa utiliza seus nós litográficos de 3nm de primeira geração, enquanto os chips M4 vêm dos nós litográficos de 3nm de segunda geração.
Interface de memória unificada no SoC M4 atinge velocidade máxima de transferência de 120 GB/s
No papel, a tecnologia de integração envolvida na fabricação dos SoCs M4 deveria permitir-lhes superar os chips M3 em termos de desempenho por watt. Iremos dar uma olhada quando tivermos a oportunidade de analisar minuciosamente qualquer um dos novos iPad Pros.
Por outro lado, o número de transistores que o novo SoC M4 incorpora é um pouco maior que o do chip M3, embora a diferença não seja grande: 28 bilhões em comparação com 25 bilhões. Uma nota que não vale a pena esquecer: a interface de memória unificada no SoC M4 atinge uma velocidade máxima de transferência de 120 GB/s, superando claramente os chips M3 e M2, que estão próximos de 100 GB/s.
Agora vamos passar para os núcleos da CPU do chip M4. Até agora, todos os processadores da família M sem “sobrenome” (os SoCs M1, M2 e M3) incorporavam 8 núcleos de CPU, mas o chip M4 reúne até 10 núcleos de uso geral. Quatro deles são núcleos de alto desempenho, portanto os seis restantes são núcleos de alta eficiência. Nada realmente chocante até agora. No entanto, a Apple não se limitou a incluir mais núcleos do que no SoC M3.
Os engenheiros da Apple refinaram algoritmos de previsão de ramificação de código em ambos os núcleos
E a microarquitetura dos núcleos de alto desempenho e alta eficiência do chip M4 é diferente daquela dos núcleos comparáveis do chip M3. Engenheiros da Apple refinaram em ambos os núcleos algoritmos de previsão de ramificação de código e introduziram aceleradores específicos para algoritmos de aprendizado de máquina.
Além disso, nos núcleos de alto desempenho aumentaram a largura dos motores de decodificação e execução, e nos núcleos de alta eficiência otimizaram o mecanismo de execução. Não parece nada ruim, mas até testarmos um dos primeiros dispositivos equipados com um SoC M4 não saberemos ao certo qual o impacto que essas melhorias têm no desempenho desses chips.
Agora vamos com a lógica gráfica. O SoC M4 possui dez núcleos de GPU, assim como os chips M3 e M2 (o M1 possui “apenas” 8 desses núcleos). No entanto, sua microarquitetura é diferente da de seus antecessores. A Apple, como sempre, foi muito breve ao nos contar as características de sua nova microarquitetura GPU, mas pelo menos sabemos que ela implementa o gerenciamento de cache dinâmico. Esta inovação permite que os núcleos da GPU reservem dinamicamente uma parte da memória unificada em tempo real para aumentar a utilização da lógica gráfica, melhorando assim o desempenho.
A lógica gráfica M4 SoC implementa aceleração de hardware de ray tracing
Além disso, a lógica gráfica do SoC M4 implementa aceleração de hardware de ray tracing, sendo a primeira vez que um iPad nos oferece esse recurso. Será curioso ver como ficam os jogos no novo ecrã OLED destes tablets. Outra característica interessante da GPU com chip M4 é o sombreamento de malhaque nada mais é do que um bloco lógico projetado especificamente para acelerar o processamento de geometria.
Em linhas gerais, esta técnica atua sobre a 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 do SoC M4 é até quatro vezes mais rápida que a lógica gráfica do chip M2. Vamos verificar.