Apple M6 проти M5: що змінилося всередині нового чіпа
Apple M6 став помітним кроком уперед у розвитку фірмових процесорів компанії. Перехід на 2-нанометровий техпроцес дозволив зменшити фізичні розміри кристала, водночас додавши нові обчислювальні блоки та змінивши організацію кеш-пам’яті.
Зовні різниця між M5 і M6 може здаватися не надто очевидною, але аналіз їхнього внутрішнього компонування показує, що Apple переробила одразу кілька важливих вузлів. Зміни торкнулися процесорних ядер, графіки, кешів, нейронного рушія та інтерфейсів підключення.
M6 дебютував у настільному Mac mini та став першим чіпом Apple для комп’ютерів, виготовленим за нормами 2 нм. Це важливо не лише для підвищення продуктивності: менший техпроцес дає змогу розмістити більше транзисторів на тій самій площі або скоротити розмір самого кристала.
M6 компактніший за M5, але вміщує більше
Різниця в розмірах добре помітна під час порівняння кристалів двох поколінь.
M5 виготовляється за технологією TSMC N3P і має розміри приблизно 12,75 × 12,08 мм. Його площа становить близько 154 мм².
У M6 кристал має розміри 12,8 × 11,06 мм, а загальна площа зменшилася до 141,6 мм². Тобто новий чіп займає приблизно на 8% менше місця, хоча його архітектура отримала низку додаткових блоків.
Саме тут і проявляється перевага 2-нанометрового техпроцесу. Apple може ефективніше використовувати доступну площу, не обмежуючись простим перенесенням старої конструкції на новий виробничий процес.
Пам’ять і графіка: не все змінилося однаково
Контролер пам’яті в обох поколіннях розташований у верхній частині кристала. Однак можливості підсистеми пам’яті M6 залежать від конфігурації комп’ютера.
Версія M6 із 16 ГБ оперативної пам’яті використовує DRAM зі швидкістю 9600 мегатрансферів за секунду — такий самий показник, як у M5. Відповідно, сама зміна покоління не означає автоматичного збільшення пропускної здатності в кожній конфігурації.
Моделі з 24 і 32 ГБ пам’яті отримали швидшу DRAM зі швидкістю 10 667 мегатрансферів за секунду. Для них заявлена пропускна здатність пам’яті становить 170 ГБ/с.
Графічний блок також зазнав змін. У M6 він має на два ядра більше, ніж у M5, але самі ядра стали приблизно на 10% меншими. Це ще один приклад того, як Apple використовує переваги нового техпроцесу: додаткові обчислювальні ресурси займають менше місця.
Водночас 16 МБ кешу системного рівня залишилися без змін. Отже, не кожен блок M6 отримав збільшення — компанія зосередилася на тих ділянках архітектури, де могла отримати найбільшу користь.
Процесорні ядра: інша структура та більші кеші
Однією з найцікавіших змін стала перебудова центрального процесора. У M5 використовувалася конфігурація з чотирма суперядрами та шістьма енергоефективними ядрами. У M6 Apple перейшла до іншої схеми: два суперядра, чотири продуктивні ядра та шість енергоефективних.
Таким чином, кількість суперядер зменшилася, але з’явився окремий кластер продуктивних ядер. Це свідчить про зміну підходу до розподілу обчислювального навантаження між різними типами ядер.
Кожне суперядро M6 має власний кеш другого рівня обсягом 1,5 МБ. Це на 50% більше, ніж у відповідного ядра M5, хоча фізичний розмір самих ядер у новому чіпі менший.
Ще одна відмінність — організація спільної кеш-пам’яті. У M6 є два спільні кеші L2 обсягом по 10 МБ. Разом це на 4 МБ більше, ніж у M5. До цієї системи підключені не лише суперядра, а й чотири продуктивні ядра.
Фактично Apple об’єднала різні типи ядер у спільну структуру доступу до кешу. Такий підхід може допомагати ефективніше працювати із завданнями, які розподіляються між кількома ядрами.
Кластер енергоефективних ядер залишився окремим. У M6 він, як і раніше, складається із шести ядер, але обсяг спільного кешу зріс до 8 МБ — на 2 МБ більше, ніж у попередника.
Крім того, цей кластер має блок AMX — матричний співпроцесор Apple, призначений для прискорення певних математичних обчислень.
Карти вимірів M5 [ліворуч] та M6 [праворуч]
Нейронний рушій став більшим
Зміни торкнулися й апаратного забезпечення для завдань штучного інтелекту. Нейронний рушій M6 отримав удвічі більше ядер, ніж у попередній конфігурації. Подібний підхід Apple застосувала і в A20 Pro, але в M6 компонування цього блоку має більш симетричну структуру.
На кристалі нейронний рушій нагадує літеру «Т». Він складається з двох великих кластерів, кожен із яких містить вісім секцій із двома ядрами. Кожна сторона має власні кеші, а обидві частини сходяться до центрального блоку керування.
Таке компонування саме по собі не гарантує певного приросту швидкості, однак демонструє, що Apple приділяє більше уваги апаратному прискоренню завдань ШІ. Практичний результат залежатиме від конкретних операцій і того, наскільки ефективно програмне забезпечення використовує ці ресурси.
[blog-product-8852, 8873, 8881, 4187, 8904, 8963, 8972-title-new_product]
Підключення: більше можливостей для PCI Express
Зовнішні інтерфейси M6 загалом зберегли знайому структуру, проте в підсистемі високошвидкісного введення-виведення є важлива відмінність.
Аналіз компонування вказує на наявність шести ліній PCI Express Gen 4. Для порівняння, M5 використовував три лінії PCI Express Gen 4 і ще дві лінії Gen 3.
Це означає, що новий чіп має більше ліній четвертого покоління для обміну даними з підключеними компонентами. Водночас наявність відповідних фізичних блоків не варто автоматично трактувати як гарантію певної кількості портів або конкретної швидкості кожного роз’єму в готовому комп’ютері — це залежить і від реалізації пристрою.
У компонуванні також помітні окремі фізичні рівні для дисплея та камери. Загальна структура цих блоків значною мірою нагадує рішення попереднього покоління.
Чого очікувати від Apple M7
На тлі змін у M6 уже обговорюється наступне покоління процесорів Apple — M7. За попередніми припущеннями, воно може з’явитися швидше, ніж зазвичай, а головний акцент буде зроблено на завданнях штучного інтелекту.
Одна з можливих змін стосується інтерфейсу пам’яті. Чіпи серії M тривалий час використовують 128-бітну шину, тоді як у A20 та A20 Pro застосовується ширший 96-бітний інтерфейс, орієнтований на мобільну платформу.
Це породжує припущення, що Apple може переглянути організацію пам’яті в майбутніх чіпах для Mac. Однак поки що це лише можливий напрям розвитку, а не підтверджена характеристика M7.
Якщо Apple справді планує глибше інтегрувати можливості ШІ в комп’ютери Mac, зміни можуть торкнутися не тільки нейронного рушія. Компанія може переглянути й те, як процесор, графіка та пам’ять взаємодіють під час виконання таких завдань.
Думка AppleFun
M6 цікавий не лише переходом на 2 нм. Apple одночасно змінила структуру процесорних ядер, збільшила кеші, додала графічні ресурси та переробила нейронний рушій. Це вже більше, ніж звичайне оновлення з невеликим приростом швидкості. Але самі схеми кристала не дають повної відповіді на питання, наскільки швидшим буде Mac у повсякденній роботі. Багато залежить від конкретних завдань, конфігурації пам’яті та оптимізації програм. Тому найцікавіше — побачити, як ці зміни проявляються в реальних тестах, а не лише на технічних схемах.
FAQ
Чим Apple M6 відрізняється від M5?
M6 виготовляється за 2-нанометровим техпроцесом, має меншу площу кристала, іншу конфігурацію процесорних ядер, більші кеші та оновлений нейронний рушій..
Чи став M6 меншим за M5?
Так. Площа кристала M6 становить приблизно 141,6 мм² проти 154 мм² у M5 — різниця близько 8%.
Чи збільшилася пропускна здатність пам’яті?
Не в усіх конфігураціях. Для версії з 16 ГБ використовується DRAM зі швидкістю 9600 мегатрансферів за секунду, тоді як варіанти з 24 і 32 ГБ отримали швидшу пам’ять і пропускну здатність 170 ГБ/с.
Що змінилося в графіці M6?
Графічний блок отримав два додаткові ядра, а самі ядра стали приблизно на 10% меншими порівняно з M5.
