Shayan Pouryazdan | شایان پوریزدان
Shayan Pouryazdan | شایان پوریزدان
خواندن ۷ دقیقه·۳ سال پیش

مسیر تکامل سری پردازنده های M اپل

سری پردازنده M اصلا چی هست و چه فرقی داره با بقیه پردازنده ها ؟

پردازنده M که توسط اپل 0 تا 100 توسط اپل ساخته شده هست از معماری معروف ARM استفاده میکنه که این معماری برای پردازنده های موبایلی به کار میرود مثل سری چیپ A که هم اکنون روی آیفون ها و سری قدیمی آیپد های پرو استفاده میشود یا پردازنده اسنپ دراگون کولکام یا اگزینوس شرکت سامسونگ،همه و همه از معماری ARM استفاده میکنن؛ حالا این معماری ARM چی هست؟؟؟؟؟؟

توضیحاتی در مورد معماری ARM

معماری ARM بهینه شده برای دستگاه های قابل حمل که انرژی کمی مصرف میکنند بخوام توضیح بدم سری پردازنده های A اپل نیز معماری ARM هست یا اگزینوس سامسونگ یا اسنپ دراگون کولکام همه و همه ی اینها از معماری ARM استفاده میکنند؛ حالا فرق معماری ARM با معماری x86 که اینتل و AMD استفاده میکنند چیست ؟؟؟ معماری ARM همینجور گفتیم اصلا پایه ریزی اش برای این بوده که در دستگاه های نظیر موبایل و.. استفاده شود و برای نسخه پایه باید حداقل 35 هزار ترانزیستور در CPU داشته باشه برای شروع، اما در مقابل معماری x86 برای شروع باید حداقل چندین میلیون ترانزیستور داشته باشد و این خود باعث تولید حرارت بالا و مصرف بالای انرژی میشود در سری معماری x86 حالا معماری ARM توانایی اجرا دستورات 32 بیتی و 64 بیتی را دارد اما اما فرق اصلی معماری x86 اینجا شروع میشه که معماری ARM سیستم روی یک چیپ هست (system on a chip) یعنی فقط CPU نیست مثل سری معماری x86 درواقع یک تراشه هست که روی آن پردازنده اصلی (CPU) ، پردازنده (GPU) ، حافظه رم ؛ کنترلرهای ورودی و خروجی قرار دارند. یعنی همه چیز بروی یک چیپ قرار دارد اما soc (مخفف system on chip) کل اش بر اساس معماری ARM نیست و این باور اشتباه هست که کل soc بر اساس معماری ARM هست تنها پردازنده اصلی (CPU) هست که بر مبنای معماری ARM طراحی و تولید میشود اما این وسط یه چیز جالب دیگه هم هست که معماری ARM بر اساس RISC هست (reduced instruction set computing) هست که میشه مجموعه دستورها ساده شده است در واقع نوعی از طراحی CPU هست که پایه و اساس آن،ساده سازی دستورها است که منجر به بازده بالا و سرعت بخشیدن به اجرای دستورها میشود و پردازنده ای که بر اساس این طراحی میشود RISC گفته میشود در مقابل که معماری x86 هست اون از CISC استفاده میکند (complex instruction set computing) یا مجموعه دستورها پیچیده است که معماری x86 اینتل بر اساس آن طراحی شده حالا فرق این دو این هست که معماری ARM پایه اش این هست که دستورات ساده و بهینه شده رو اجرا کند اما در مقابل معماری x86 پایه اش اینه که به پردازش دستورات پیچیده به پردازد؛ خوب حالا که با فرق شون آشنا شدید که معماری ARM در مقابل با معماری x86 انرژی کمتری مصرف میکند از طرفی گرمای کمتری هم تولید میکنه که خوب در بعضی موارد اصلا نیاز به فن یا خنک کننده ندارد مثل گوشی دست شما که فاقد فن یا خنک کننده ای هست یا مک بوک ایر اپل که روش M1 سوار هست بدون فن هست که میتوان قشنگ به درک اختلاف اش با معماری x86 پی برد حالا که قشنگ از پایه به فرق این دو پردازنده پی بردید بریم برای بررسی خود M که از معماری ARM استفاده میکند.

بررسی چیپ M

همون طور که قبل تر گفتیم که معماری ARM یک SOC هست و M هم معماری اش ARM هست پس بدین شکل چیپ M تشکیل شده از پردازنده اصلی (CPU) ، واحد گرافیکی (GPU) ، حافظه رم ، موتور عصبی ، کنترل SSD ، واحد پردازش سیگنال های تصویر ، واحد کنترل تاندربولت ، موتور رمزگذاری و رمز گشایی و واحدی برای تامین امنیت دستگاه هست ( این قبلا در سری مک های اینتلی معروف بود به چیپ T که در آخرین نسل مک بوک پرو 16 اینچی 2019 آخرین نسل آن T2 بود که 24 ساعت امنیت سیستم رو پایش میکرد) این ها همه باعث شده تا با سرعت وحشتناکی انتقال داده صورت بگیره چون همه جمع شدن در یک چیپ کنار هم و خوب همین تاثیر زیادی بر روی سرعت انتقال داده بین شون داره اما در نسخه های اینتلی مک های قدیم دارای پردازنده مجزا ، واحد گرافیکی مجزا ، حافظه رم مجزا و واحد تامین امنیتی مجزا(همون T2 در بالا تر گفتیم) بودند که خوب همین باعث شده که سرعت این مک های جدید چندین برابر مک های اینتلی باشد

مسیر تکامل پردازنده M اپل

هم اکنون چون از معماری ARM هست این پردازنده نیازمند این هست که بسیاری از توسعه دهنده گان اپ هارو برای این پردازنده بهینه کنند چون اکثر اپ ها برای پردازنده هایی با معماری X86 توسعه داده شدن اند و خوب شما اون اپ ها رو هم میتونید فعلا با رزتا 2 بروی پردازنده M اجرا کنید همراه برخی محدودیت ها از نظر قدرت پردازشی اجرا که البته با توجه به قدرت بالای پردازنده های M احتمالا عملکردی مثل مک های اینتلی را انتظار میشه داشت؛به دلیل همین معماری ARM دیگه نمیتوان با ابزاری مثل بوت کمپ ویندوز بر روی مک مثل مک های اینتلی نصب کرد البته این قابلیت نصب ویندوز برروی این نوع معماری باید مجوزی ازسمت مایکروسافت باشه که مثل حالت لاینسنس هست که خوب فعلا بعد از گذشت چند سال هنوز راضی نشده البته اپل میگه در حال مذاکره هستن اما تا کی خدا داند :) با اومدن این مجوز دنیای کامپیوتر واقعا متحول میشه همچنین دنیای گیم چون همونطور که میدونید روی مک اوس زیاد بازی ای با کیفیت های ویندوزی نیست و اگر این مجوز صادر باشه با این قدرتی که پردازنده M دارد تحولی توی دنیای گیم اتفاق میوفته چرا که خودتون تصور کنید دیگه به جای کیس هایی با کولینگ هایی RGB یه پردازنده بیاد که برق مصرفی و گرمای تولیدی اش هیچ باشه تقریبا در مقابل اونها تازه عملکرد بهتری هم داشته باشند :( دیگه واقعا جایی برای اینتل و AMD نمیمونه توی این بازار چون اصلا منطقی نیست و خوب شاید این مجوز ندادن مایکروسافت به این طرف هم ربط پیدا کنه که فعلا بعد از چند سال هنوز صادر نکرده؛اما خوب فعلا تبدیل شده به بهترین دستگاه ها برای کارای گرافیکی و برنامه نویسی که بیشتر شرکت ها اینجور که بوش میاد دارند سیستم هاشونو همه رو دستگاه هایی با پردازنده M جایگزین میکنن چون هم به صرفه هست براشون هم در طولانی مدت بازم با توجه به مشخصاتی گفتم به صرفه تر هست؛ کار به جایی رسیده که اینتل به اپل پیشنهاد داده بخشی از تولید پردازنده های M رو به عهده بگیره تا در این تجارت پر سود اپل سهیم باشه و خوب این خودش یعنی پیشرفت که کارخونه رقیب بهت پیشنهاد همکاری بده برای کمک در تولید اش ، در زیر میتونید پیشرفت نسل های جدید M را نسبت به نسل قبل ببینید


همونطو که میبینید پیشرفتی نسبت به نسل قبل داشته واقعا فوق العاده هست و اصلا نمیشه باور کرد این پیشرفت نسبت به نسل قبل اش یه سال پیش بوده

نسبت مصرف CPU رو ملاحظه میکنید که اصلا شگفت آور هست این مصرف پایین که به لطف معماری ARM ایجاد شده که اصلا درصدی که میگه واقعا قابل ملاحظه هست

قدرت گرافیکی رو ملاحظه میکنید که نسبت به نسل قبلی خودش چه پیشرفتی داشته

و مصرف واحد گرافیکی رو نسبت به سیستم های دیگه میبینید که فوق العاده کم مصرف هست

آینده پردازنده M چیست ؟

با توجه به پیشرفتی که امسال دیدیم اگه قرار باشه سال دیگه هم اینجوری بخواد پیشرفت کنه تقریبا دیگه چیزی از اینتل و AMD نمیمونه و شکست میخورن هرچند اینتل امسال با نسل 12 CPU هایی که تولید کرد تونسته مقداری بالا تر از اپل قدرت نمایی کنه که این فاصله اونقدر هم زیاد نبود و اگه سال بعد اپل بخواد مثل امسال اینجوری آپدیت بده دیگه تقریبا اینتل و AMD بازی رو در مقابل اپل میبازند مگر اینکه فکری به حال وضعیت خود بکنن یا مانند اپل وارد معماری سری ARM بشوند در غیر این صورت منطقی نیست اصلا خرید اینتل و AMD تازه شما اینم حساب کنید اینا فقط مربوط به بخش CPU هست چیپ M هم واحد پردازشی داره هم گرافیکی یا همون SOC هست که توضیح دادیم خوب به خوبی داره پیشرفت میکنه و در آینده ای نزدیک شاهد کوچ بسیاری از سیستم های ویندوزی به سمت اپل هستیم که هرچند الان هم بسیاری از شرکت ها این کوچ رو آغاز کردن چون مثلا توی سری لپ تاپ ها اپل با قدرتی بالا و مصرف باتری کم تونسته تا 21 ساعت خروجی بده که این شگفت انگیز هست برای یه لپ تاپ که بتونه 21 ساعت شارژدهی داشته باشد و همه ی اینها نیز به لطف پردازنده M هست که هم مصرف کمی داره هم قدرت بالایی،و خوب اینگونه پیش بریم آینده مال این نوع پردازنده ها هست و شاهد تحولی در دنیای کامپیوتر خواهیم بود :)

سی پی یوcpugpum1اپل
عاشق تکنولوژی های جدیدم ?
شاید از این پست‌ها خوشتان بیاید