Тестирование Apple M1 на примере Mac mini, MacBook Pro 13″ и MacBook Air
Позавчера наши коллеги из AnandTech опубликовали большой обзор, посвященный новому Mac mini и установленному в нем M1, первому чипу Apple для ноутбуков и мини-ПК. Как и авторы остальных обзоров процессора, редакторы AnadTech полученными результатами были впечатлены. И дело здесь не только в бенчмарках, но и общих ощущениях от скорости работы приложений — а также, в случае с новыми ноутбуками, от времени их автономной работы.
Приведенные ниже результаты тестирования в бенчмарках для ЦПУ (в скобках — версии, запускаемые с эмулятором Rosetta 2) неполные. В обзоре AnandTech пропущены данные по некоторым процессорам, также нет сопоставимых данных по энергопотреблению. Недостающие данные по CineBench R23 и GeekBench 5 я восполнил с сайта cpu-monkey.com (курсивом):
| Apple M1 | Apple A14 | Qualcomm Snapdragon 865+ | Intel Core i7-1185G7 | AMD Ryzen 9 4900HS | Intel Core i9-10900K | AMD Ryzen 9 5950X | |
| TDP | 28 Вт | 35 Вт | 105 Вт | 125 Вт | |||
| Ядра ЦПУ | 4 + 4 | 2 + 4 | 1 + 3 + 4 | 4 | 8 | 10 | 16 |
| CineBench R23 (однопоточный) | 1,522 (999) | 1,532 | 1,260 | 1,418 | 1,647 | ||
| CineBench R23 (многопоточный) | 7,833 (5,257) | 4,904 | 10,641 | 17,325 | 28,641 | ||
| Speedometer 2.0 | 234 | 202.5 | 76.4 | 119 | 140 | ||
| GeekBench 5 (однопоточный) | 1,745 (1,327) | 1592 | 917 | 1578 | 1207 | 1,467 | 1,655 |
| GeekBench 5 (многопоточный) | 7,715 (6,069) | 4112 | 3311 | 6102 | 7842 | 10,981 | 15,726 |
| SPEC2006 (однопоточный, целочисленный) | 69.40 | 63.34 | 36.15 | 55.28 | 58.58 | 68.53 | |
| SPEC2006 (однопоточный, с плавающей точкой) | 104.10 | 88.64 | 49.36 | 72.42 | 75.11 | 94.08 | |
| SPEC2017 (однопоточный, целочисленный) | 6.66 | 6.17 | 5.84 | 7.29 | |||
| SPEC2017 (однопоточный, с плавающей точкой) | 10.37 | 8.60 | 8.20 | 9.79 |
В случае с Apple M1 информация об абстрактном TDP отсутствует, а максимальное фактическое энергопотребление всего Mac mini в многопоточных вычислениях достигает 31 Вт. Сравнивать его напрямую с TDP процессоров Intel и AMD некорректно, но в любом случае очевидно, что фактическое энергопотребление x86-ноутбуков с сопоставимой производительностью будет значительно больше.
И как видим, в большинстве бенчмарков по части одноядерной производительности лидирует Apple M1. На презентациях AMD или Intel часто демонстрируется CineBench R23. В одноядерной версии этого бенчмарка процессор Apple находится на одном уровне с 4-ядерным Intel Core i7-1185G7, новейшим процессором Intel на базе 10-нм техпроцесса SuperFin. В многоядерной M1 даже превосходит его — за счет четырех дополнительных, пусть и менее производительных, ядер. А отставание Apple M1 от AMD Ryzen 9 5950X (который в одноядерной производительности CineBench R23 занимает 1-е место среди всех выпускаемых процессоров) составляет всего 7.6%. Это безусловно выдающийся результат, свидетельствующий о паритете в одноядерной производительности ЦПУ новейших ARM-процессоров Apple c самыми мощными современными x86-чипами Intel и AMD. Очевидно, что по мере наращивания числа ядер этот паритет будет достигнут и в многоядерном быстродействии.
Нечего и говорить о сравнении с непосредственным предшественником Apple M1 — Intel Core i5-1038NG7, которым была оснащена младшая (у старшей — Core i7-1068NG7) версия вышедшего полгода назад MacBook Pro 13″ (который этой осенью получил Apple M1). Ниже приводятся данные с сайта cpu-monkey.com:
| Apple M1 4 ядра (3.2 ГГц) + 4 ядра (1.8 ГГц) | Intel Core i5-1038NG7 4 ядра (3.8 ГГц) | |
| CineBench R23 (однопоточный) | 1498 (+34%) | 1118 |
| CineBench R23 (многопоточный) | 7508 (+50%) | 4995 |
| GeekBench 5 (однопоточный) | 1718 (+54%) | 1114 |
| GeekBench 5 (многопоточный) | 7534 (+78%) | 4236 |
При этом автономность MacBook Pro 13″, согласно Apple, выросла до двух раз:
| Apple M1 (от $1.3 до $1.5 тыс) | Intel Core i5-1038NG7 ($1.8 тыс) Intel Core i7-1068NG7 ($2 тыс) | |
| Батарея | 58.2 Вт∙ч | 58.0 Вт∙ч |
| Веб-серфинг (Wi-Fi) | 17 ч | 10 ч |
| Просмотр загруженного видео (Apple TV) | 20 ч | 10 ч |
Результаты независимых тестов, в которых просмотр видео чередуется в веб-серфингом, выглядят поскромнее, но тоже впечатляют (источник — TechCrunch):
По сравнению с самой старшей версией прошлогоднего MacBook Pro 13″ (Intel Core i7-8569U), автономность нового MacBook Pro 13″ увеличилась «всего» на 22%. Но если ограничиться только просмотром видео (4K 60 к/с), то превосходство Apple M1 над Intel Core i7-8569U становится и вовсе 3-кратным:
Что касается отличий в производительности Apple M1 на разных компьютерах, то о них можно судить по скорости компиляции программного кода:
Согласно этим результатам:
- Apple M1 с кулером примерно на 25% быстрее, чем без кулера
- Apple M1 с кулером соответствует 12-ядерному Intel Xeon W 3.3 ГГц от самой младшей прошлогодней рабочей станции Mac Pro
- Apple M1 без кулера соответствует 8-ядерному Intel Core i9-9980HK от самой старшей версии MacBook Pro 16″ и почти вдвое превосходит 4-ядерный Intel Core i7-8569U от самой старшей версии MacBook Pro 13″.
А если резюмировать результаты всех приведенных выше независимых тестов, то с переходом MacBook Pro 13″ на разработанный Apple процессор:
- начальная цена снизилась на 16% (c $1.5 тыс до $1.3 тыс)
- автономность улучшилась минимум на 22% (веб-серфинг и просмотр видео)
- скорость увеличилась минимум в полтора раза (CineBench R23 многопоточный).
Следует помнить, что большинство приложений к новому процессору пока не адаптированы, поэтому могут запускаться только с эмулятором Rosetta 2. Как вы наверное уже успели заметить в самой первой таблице, эти результаты значительно хуже нативных. Ниже приводятся более подробные замеры:
Как видим, несмотря на снижение производительности MacBook Pro 13″ примерно на четверть, с Apple M1 он все равно быстрее, чем с Intel Core i7-8569U — на 17% в одноядерном и на 31% в многоядерном тестах. На нативной версии бенчмарка разница составляет соответственно 59% и 73%.
С ГПУ дела обстоят уже не столь однозначно. Как уже рассказывал Gadgets News, по своим номинальным характеристикам Apple M1 превосходит бюджетную дискретную видеокарту Nvidia GeForce GTX 1050 Ti (вышла в октябре 2016 по цене $140) или топовую GTX 580 10-летней давности. Номинальные характеристики вполне согласуются с результатами графических бенчмарков:
| Apple M1 | AMD Radeon RX 560 | Nvidia GeForce GTX 1050 Ti | |
| Производительность FP32 | 2.6 TFLOPS | 2.6 TFLOPS | 2.1 TFLOPS |
| GFXBench Aztec Ruins High | 77.4 к/с | 82.5 к/с | 61.4 к/с |
Процессора Apple M1 вполне хватает, например, для игры World of Warcraft с высокими настройками — для сравнения, всё тот же MacBook Pro 13″ полугодовой давности (Intel Core i5-1038NG7, графика Iris Plus) позволяет нормально играть в эту игру только на средних настройках. А вот ноутбукам с относительно приличным дискретным графическим ускорителем Apple M1 однозначно проигрывает (в скобках — версии, запускаемые с эмулятором Rosetta 2):
| Apple M1 | AMD Radeon R5 4600H + Nvidia GeForce 1650 (Acer Nitro 5 2020) | Intel Core i7-1065G7 + Nvidia GeForce 1660 Ti (Surface Book 3 15″) | |
| GFXBench Aztec Ruins (1440p, High) | 77.7 | 89.3 | 134.6 |
| Futuremark 3DMark Ice Storm Unlimited (графика) | 280,203 | 279,392 | 378,823 |
| BaseMark GPU 1.2.1 (высокое качество) | 21.7 | ||
| Rise of the Tomb Raider (1080p, Very High FXAA) | (39.6) | 58.6 | 82.0 |
Нечего и говорить про какой-нибудь Razer Blade 15 с процессором Intel Core i7-10875H и мобильной версией графического ускорителя GeForce RTX 2080 Super ($2.8 тыс за модель с Full HD дисплеем). Зато от своих более производительных в графике собратьев Mac mini отличается весьма умеренным энергопотреблением:
| Rise of the Tomb Raider (1080p, Very High FXAA) | GFXBench Aztec Ruins (1440p, High) | |
| Энергопотребление Mac mini, в т.ч: | 21.5 Вт | |
| Apple M1, в т.ч.: | 16.5 Вт | 11.5 Вт |
| ЦПУ | 7 Вт | 0.16 Вт |
| ГПУ | 7.5 Вт | 10 Вт |
| ОЗУ | 1.5 Вт | 0.75 Вт |
Для сравнения, по данным ресурса NotebookCheck.net среднее энергопотребление Surface Book 3 15″ (см. таблицу с графическими бенчмарками) составляет 78 Вт (максимальное — 108 Вт) — значительно больше, чем у нового Mac mini. Напомню, что у процессора Apple M1 на новом MacBook Air (толщиной от 0.4 до 1.6 см) отсутствует активное охлаждение. А на новом MacBook Pro 13″, по наблюдениям автора одного из обзоров (Matthew Moniz), практически бесшумный (до 36 дБ) вентилятор запускается только под большим нагрузками (например, через 10 минут работы CineBench R23). Для сравнения, на вышедшем полгода назад MacBook Pro 13″ (Intel Core i5-1038NG7) кулер начинает работать при простом обновлении приложений.
Подведем итоги. Состоялась революция, которую ждали по меньшей мере с 2014 года — мобильные процессоры с архитектурой ARM теперь прекрасно справляются с десктопными приложениями, превосходя x86-процессоры с куда большим энергопотреблением. Далеко не все приложения переписаны под новый процессор и поэтому могут работать только в режиме эмуляции (что существенно замедляет их работу по сравнению с нативными приложениями), но это временная проблема.
С другой стороны, встроенное в Apple M1 ГПУ вполне справляется с большинством рабочих приложений, но не тянет современные игры — последним требуется куда более высокий уровень графической производительности. Поэтому главная интрига на сегодня заключается в вопросе будет ли Apple разрабатывать собственные аналоги ускорителей уровня AMD Radeon RX 6900, или ограничится поддержкой совместимости своих чипов с видеокартами сторонних производителей. Последнее, на мой взгляд, более вероятно.
Последуют ли примеру Apple другие производители компьютеров? С моей точки зрения в ближайшие годы это практически исключено. Как уже рассказывал Gadgets News, Apple отличается наличием собственной операционной системы (которую может адаптировать под любое железо) и собственных процессоров (разработка которых окупается благодаря большим продажам iPhone — больше 40 млн шт за 3 кв 2020). Это огромная, но закрытая и самодостаточная экосистема.
Единственный серьезный конкурент macOS — Windows 10. Несколько лет назад Microsoft выпустила ARM-версию этой операционной системы, но особого распространения она не получила. Более того — в ней до сих пор отсутствует эмуляция 64-разрядных x86-приложений. А судя по приведенным выше тестам, Qualcomm Snapdragon 865+ почти вдвое уступает Apple M1 и соответственно не способен составить x86-процессорам серьезную конкуренцию. Возможно через год-два процессоры Qualcomm сравняются с будущими x86-процессорами для ноутбуков, но остаются сотни миллионов десктопных компьютеров, которым этой производительности недостаточно. А главное переход на новую платформу должен быть поддержан Microsoft (у которой для этого в ближайшие годы не будет никаких оснований), а также производителями видеокарт Nvidia и AMD (которым это также едва ли интересно).
Однако переход операционной системы Microsoft на новую аппаратную платформу не нужен и возможно даже вреден. Складывающаяся сейчас дихотомия macOS&ARM vs Windows&x86 интересам развития рынка десктопных компьютеров отвечает в гораздо большей степени.