Apple M1, chip pertama yang dirancang oleh insinyur Apple untuk lini komputer mereka sendiri, mengungguli banyak mikroprosesor yang bersaing dan hampir setiap komponen yang digunakan di perangkat Apple lainnya (terutama dalam uji kinerja inti tunggal dan tolok ukur grafis).
Apple berbaik hati untuk memposting foto dadu (detail kecil lainnya yang membawa perusahaan lebih dekat ke AMD dan Intel, karena sekarang menjadi strategi tradisional untuk mengumumkan prosesor baru), dan mereka dengan cepat dibongkar oleh super-geek seperti Andrei Frumusanu dari Anandtech.
Kami tahu dari pengumuman paling awal bahwa M1 berbasis ARM akan menjadi entri yang solid dalam kategori SoC.
Mungkin akan lebih mudah bagi analis untuk menganalisis prosesor yang dirakit dari chiplet (diharapkan arsitektur CPU seperti itu akan menggantikan yang tradisional). Karena setiap chiplet pada dasarnya adalah bagian silikon yang terpisah. Untuk memahami arsitektur SoC, Anda perlu sedikit (mungkin banyak) pencarian.
Alokasi Blok (pada Peta yang Awalnya Belum Dipetakan) Apple M1
Semua upaya ini akan menguntungkan pesaing dan mereka yang tertarik untuk mengatur perangkat silikon secara efisien. Seperti yang Anda ketahui, keuntungan paling populer dari arsitektur sistem terpaket yang menggunakan chiplet dibandingkan perangkat monolitik adalah solusi SoC dengan cepat menjadi kompleks, membingungkan, dan mahal. Ini mengarah pada fakta bahwa tidak semua perusahaan yang terlibat dalam sirkuit mikro dapat memasuki pasar SoC. Memahami desain produk terbaik di kelasnya dan meneliti teknologi mutakhir lebih penting daripada pengalaman desain chip kemasan.
Fitur M1
M1 memiliki sejumlah fitur khas.
Pertama, sangat sedikit ruang yang dialokasikan untuk memori cache on-chip. Insinyur Apple berfokus pada fungsionalitas, bukan memori. Arsitektur UMA yang digunakan di M1 mengosongkan ruang pada die sekaligus menyediakan akses cepat ke memori LPDDR4X. UMA memungkinkan komponen memori individu untuk dibagi baik antara inti CPU dan GPU untuk mengoptimalkan struktur chip. Mempertahankan kedekatan fisik modul memori adalah konsep yang dipinjam dari prosesor seluler, di mana memori ditempatkan di atas prosesor seperti dalam arsitektur sistem paket. Ini telah dibicarakan jauh sebelumnya - singkatnya, pendekatan serupa digunakan di komputer untuk meningkatkan kinerja dan menghilangkan panas secara efisien, dan arsitektur yang diambil dari perangkat seluler memastikan kekompakan dan efisiensi energi.
Sebagian besar chip M1 didedikasikan untuk modul grafis. Anda dapat mengatakan pada diri sendiri bahwa ini tidak mengherankan. Dan begitulah adanya. Tidak ada yang menyangka Apple mengorbankan performa grafis. Untuk beberapa hal, pendekatan ini juga diambil dari arsitektur seluler.
Aspek penting lainnya dari desain chip M1 adalah bahwa Apple telah memilih untuk meningkatkan jumlah sel logis (bukan inti fisik). Inilah keuntungan dari mengembangkan prosesor untuk OS Anda sendiri - beberapa fungsi dapat dibangun ke dalam firmware dan melepaskan CPU untuk melakukan tugas yang lebih kompleks. Seorang teman baik saya dan seorang analis teknologi yang hebat, Paul Boldt, telah membicarakan hal ini berkali-kali. Salah satu artikelnya berisi kutipan dari Alan Kay, yang akan saya sisipkan ke dalam teks ini: "Orang yang benar-benar serius dengan software harus membuat hardware sendiri."
Steve Jobs mengutip Alan Kay
Peluang menarik adalah teknologi flip-chip yang digunakan untuk merakit sirkuit mikro paling canggih. Saya menulis tentang itu di salah satu teks saya sebelumnya - ini memungkinkan Anda dengan cepat mendapatkan gambar dengan perangkat chip karena transparansi silikon untuk radiasi infra merah. Pendekatan ini menghemat waktu dan uang.
Kemudahan akses Mac Mini ke M1 juga memungkinkan chip dipantau selama pengujian benchmark.
Dengan menggunakan thermal imager, Anda dapat melacak area aktif chip berdasarkan suhunya. Pada gambar di bawah sebagai contoh, ada titik kuning cerah - ini adalah inti berkinerja tinggi yang aktif saat komputer sedang berjalan. Dengan akses awal ke benchmark (seperti Geekbench 5) yang dibuat khusus untuk prosesor M1, analisis termal telah mengungkap lokasi inti Firestorm dan Icestorm, GPU dan prosesor saraf, dan banyak komponen lainnya.
Analisis suhu sangat membantu dan membuka pintu ke metode pengujian lainnya. Namun, platform komputasi lain (terutama yang seluler) membuat analisis menjadi sulit. Tetapi jika ada keinginan, maka akan ada solusinya. Lebih penting lagi (dan jelas di pasar semikonduktor), jika Anda memiliki anggaran yang cukup, Anda akan berhasil.
Bidikan inti tunggal M1 dengan pencitraan termal (Sumber: MuAnalysis)
Meskipun sebagian besar fokus pada M1 berkaitan dengan arsitekturnya (dan seharusnya), bukan hanya detail teknis yang menarik dalam desain dan struktur prosesor. Substrat M1 BGA dengan dua modul memori LPDDR4X berdampingan dan paket BGA DRAM yang dienkapsulasi sepenuhnya identik (atau sangat mirip) dengan prosesor seri A seluler yang digunakan di iPad - A12X dan A12Z.
Mungkin alat terbaik untuk memperoleh pemahaman umum tentang struktur kompleks perangkat, sambil memberikan detail gambar, adalah tomografi komputasi sinar-X. System Plus Consulting menerbitkan ikhtisar hasil CT scan dan menganalisis integrasi kapasitor decoupling silikon yang tertanam di permukaan dan wafer di M1. Informasi chip ini adalah bagian dari analisis biaya standar dari System Plus Consulting.
CT sinar-X calon paket M1
System Plus baru-baru ini memperbarui laporan biayanya untuk memasukkan informasi yang tidak ada dalam laporan mereka sebelumnya. CEO System Plus Romain Fro berkata, “Chip M1 Apple yang baru telah memungkinkan System Plus untuk memanfaatkan dua metode analisis baru. Kami telah menyusun laporan tentang arsitektur chip dan menganalisis permukaannya dengan mikroskop elektron transmisi (selain laporan biaya standar kami, yang menganalisis chip dan paket itu sendiri). Metodologi pelaporan baru akan meningkatkan nilai layanan tolok ukur kami secara signifikan. "
Peran apa yang dimainkan iPad Pro?
Selama beberapa tahun, ada banyak diskusi dan spekulasi seputar iPad Pro dan nilainya bagi Apple. Akankah iPad Pro menggantikan laptop? Pendapat ini juga memicu diskusi tentang kemungkinan transisi tandem prosesor seluler dan iOS ke komponen untuk komputer pribadi.
Tidak diragukan lagi, iPad Pro adalah bagian dari perjalanan Apple. Pengulangan arsitektur chip pada iPad, Macbook Air, dan Pro, serta Mac mini, tentu menunjukkan keinginan untuk melakukan generalisasi.
M1 dan A12X identik secara eksternal
Parameter utama untuk analisis komparatif produk adalah biaya. Tim intelijen kompetitif di perusahaan chip mungkin tidak perlu jauh-jauh membandingkan performa produk lain dengan desain mereka sendiri. Keunggulan kompetitif yang signifikan dapat diperoleh dengan mengoptimalkan struktur biaya dibandingkan pesaing. Membagi perangkat pada tingkat cetakan kosong akan mengungkapkan aspek-aspek ini dalam perincian yang wajar dengan pengalaman yang tepat, pemahaman industri, dan simulasi.
Apa yang membuat pekerjaan ini sangat menarik adalah kesempatan untuk mengungkap inovasi yang menggerakkan industri semikonduktor dan memajukan pasar ini.
