Всё о процессорах Apple

За относительно небольшой срок процессоры Apple Silicon не только наделали много шума, но и время от времени вводят в заблуждение при покупке новой «рабочей машины», ведь список моделей уже немаленький, и многие из них до сих пор актуальны. У многих возникают вопросы, что выбрать: M2 Pro или M5? А может быть хватит и MacBook Neo с процессором A18 Pro? Почему Apple называет оперативную память объединённой? Может ли мощный iPad заменить ноутбук с таким же процессором и какой компьютер Apple купить для обработки видео. Рассказываем. Объясняем. Сравниваем.

День, когда мир изменился

В 2020 году в один день MacBook Air, всегда считавшийся стильным, но слабым ноутбуком преимущественно для работы с документами, стал мощнее MacBook Pro на топовых процессорах Intel, при этом даже вентилятор чудо-устройству не был нужен. Так началась эпоха Apple Silicon или расставания Apple и Intel. Конечно, попытки внедрить ARM-процессоры на смену X86 были и до Apple, но их сложно назвать удачными. В Купертино же, помимо производительности, сразу подумали об оптимизации и вместе с выходом первых устройств сделали так, чтобы все приложения работали – для этого был выпущен эмулятор Rosetta 2, который транслировал код с потерей не более 30% производительности, что по меркам таких решений является впечатляющим показателем. Причём работают на маках с ARM-процессорами не только программы, разработанные под X86/64, но и большинство приложений для iPhone и iPad. А ещё в Apple подумали о тех, кто монтирует видео, и сразу внедрили ускоритель кодирования и декодирования под названием Media Engine – примечательно, что ранее нечто подобное было доступно только для владельцев расширенных конфигураций ультрадорогого Mac Pro.

Плюсы и минусы Mac на ARM

Сегодня вопрос, «какой мак купить» – на X86 (64) или ARM, уже неактуален. Компания Apple полностью перешла на собственные процессоры, а упоминания Intel остались разве что в инфографике, для демонстрации превосходства собственных разработок. Конечно, на вторичном рынке можно встретить много устройств c процессорами Intel, но выпуск новых версий macOS для них официально прекращён. Последней версией с поддержкой некоторых моделей Mac на процессорах Intel осталась macOS 26 Tahoe. Конечно, идея купить MacBook или iMac с Core i9 по привлекательной цене может показаться заманчивой, но для отказа от процессоров Intel в своё время были веские причины, среди которых нагрев и низкое время автономной работы ноутбуков под нагрузкой.

Тем не менее, стоит рассказать и про минусы Mac с процессорами Apple Silicon. Пожалуй, главный и единственный из них – невозможность полноценно установить Windows в качестве второй системы c помощью Boot Camp. Если требуются специфические приложения, доступные только для ОС от Microsoft, то запустить их можно через виртуальную машину: например, через Parallels Desktop. Для таких сценариев рекомендуется минимум 16 ГБ объединённой памяти, а если нужно запускать ресурсоёмкие профессиональные приложения – то значительно больше. В случае с играми для Windows можно использовать такие инструменты как CrossOver, Whisky и другие программы, но с запуском и настройкой придётся повозиться, а производительность далеко не всегда будет приемлемой.

Мощная видеокарта уже внутри

Все процессоры Apple имеют и достаточно мощную графику, которая оптимизирована для ускорения работы системы, приложений для монтажа видео и других профессиональных пакетов. И даже поиграть, при желании, можно. Конечно, все знают, что «маки – не для игр», но в последнее время это уже совсем не так. Встроенные графические адаптеры чипов Apple вполне справляются даже с такими требовательными играми как Cyberpunk 2077. Начиная с серии M3 они даже получили аппаратное ускорение трассировки лучей, а возможности встроенной графики SoC Apple серий Max и Ultra соперничают с топовыми решениями NVIDIA. Можно сказать, что главная проблема всё ещё небольшого количества нативных ААА-игр на macOS – интерес самих разработчиков, но энтузиасты запускают сотни современных тайтлов с помощью инструментов от самой Apple и сторонних разработчиков.

Но тогда зачем в каждом ноутбуке такая графическая мощь, помимо монтажа видео? А дело в том, что видеоадаптер компьютера давно перестал быть устройством, которое используют только для рендеринга графики и вывода изображения. Сначала вышеупомянутая NVIDIA продвигала свою технологию CUDA, затем наступил бум майнинга и о том, что «графика» может вычислять что-то кроме, собственно, графики узнали не только гики. Ну а сегодня, когда многие процессы давно и бесповоротно делегированы искусственному интеллекту, а всё большее число пользователей интересуется локальными моделями, ИИ-агентами или хотя бы работает с нейрофункциями приложений, видеоадаптер – незаменимый сопроцессор. Впрочем, все собственные процессоры Apple имеют ещё и отдельные специализированные ядра для работы с ИИ и даже для ускорения монтажа видео…

Что такое «объединённая память»?

Выбирая компьютер, многие обращают внимание не только на объём оперативной памяти, но и на её частоту и другие скоростные спецификации. Просматривая характеристики MacBook с процессором Apple, как и любого другого Mac на базе Apple Silicon, вы такой параметр не найдёте. Почему так, Apple стыдится? Нет, напротив, оперативная память в устройствах с процессорами M-серии гораздо современнее и совершеннее. M1 и более новые и мощные модели по сути являются не процессорами, а системами на чипе (SoC), поэтому и в плане работы с оперативной памятью здесь всё иначе.

Если в привычных компьютерах «оперативка» (а точнее, скорость обмена данными с ней), является узким местом в обмене данными для всей системы и вынуждает производителей придумывать несколько уровней кэша, то в системе на чипе она распаяна максимально близко к вычислительным блокам и используется сразу процессором, графикой и нейроускорителями. Высокая скорость обмена данными, отсутствие необходимости копирования из одной памяти в другую и максимальная гибкость для разных задач. Таким образом, когда представители Apple заявляют, что 8 ГБ на Mac ощущаются как 16 на ПК c Windows – они даже не лукавят.

Но если всё так хорошо, то почему спустя несколько лет никто не скопировал такое решение? Дело в том, что Apple находится в уникальном положении. Собственная операционная система, глубокая оптимизация и отсутствие необходимости думать о широкой обратной совместимости позволяют быстро интегрировать столь смелые решения. Впрочем, есть у такой памяти и недостаток – заменить или увеличить её нельзя. Никак. Поэтому выбирая компьютер, лучше брать с запасом, а 8 ГБ хоть и хватит для самых простых рутинных задач и компьютер даже не будет казаться медленным – работа с профессиональным ПО будет затруднённой и не очень приятной, а ещё ресурс встроенного SSD будет исчерпываться быстрее, а заменить его, в большинстве случаев, тоже невозможно.

Какой процессор выбрать

Apple разграничивает свои чипы по сериям. Базовые процессоры Apple (M1 – M5 и новее, с цифрой и без приставки) являются базовым вариантом в каждом поколении. Используются не только в Mac mini, MacBook Air и некоторых моделях MacBook Pro, но и в планшетах iPad Pro и iPad Air. У них потрясающая энергоэффективность, позволяющая обойтись без активного охлаждения и заряжать те же MacBook Air адаптером мощностью 35 Ватт, причём прямо во время работы. При этом мощность данных процессоров весьма впечатляющая. Настолько, что со временем компания Apple стала устанавливать их в базовые модели 14-дюймовых MacBook Pro, которые выигрывают во времени работы в сценариях, где не нужно постоянно выжимать максимум вычислительной мощности ноутбука. Недостатками таких процессоров является более низкая скорость обмена данными с памятью (но всё ещё более высокая и эффективная, чем у большинства процессоров Intel и AMD) и менее мощная встроенная графика, поэтому для работы с несколькими профессиональными мониторами лучше смотреть в сторону более мощных Pro и Max.

Линейка Apple серии Pro (M1 Pro – M5 Pro и новее) является «базой» MacBook Pro (не считая начальных конфигураций 14-дюймовой модели) и предлагает внушительную производительность, не ограничивая пользователя. При обыденных задачах вы даже не услышите вентиляторов. Очень важной особенностью, выделяющей мощные ноутбуки Apple от конкурирующих решений на базе Windows, является то, что при работе от сети и от встроенной батареи производительность не отличается, а полностью заряженный ноутбук легко выдержит весь день без розетки. При желании, подключать можно даже несколько UHD-мониторов с высокой частотой обновления и просто закрыть ноутбук, разместив его рядом в вертикальной подставке. Помимо этого, данные чипы доступны и в старших конфигурациях Mac mini, которые можно рассматривать как отличную альтернативу сборке ПК для серьёзных рабочих задач.

Cерия Max (M1 Max – M5 Max и более новые) является самым мощным решением Apple для ноутбуков и стартовым вариантом Mac Studio. Здесь все плюсы процессоров Pro-серии, но с более производительной графикой и невероятно быстрым обменом данными с объединённой памятью, которой ещё и гораздо больше. Это отличный вариант для 3D-моделирования и профессиональной работы с видео. К одному компьютеру или ноутбуку с таким чипом можно подключить сразу несколько профессиональных дисплеев (как пример, четыре монитора 6K для M5 Max), а по производительности эти процессоры обычно опережают флагманские Intel Core Ultra 9 и AMD Ryzen 9-й серии того же года. И это только в тестах, а вспомогательные подсистемы и оптимизация памяти в реальных условиях делают отрыв ещё сильнее.

Процессоры Ultra (M1 Ultra – M3 Ultra и др.) представляют собой два «склеенных» процессора Max того же поколения, соединённые по уникальной технологии UltraFusion. Колоссальная пропускная способность интерфейса обеспечивает почти полное отсутствие задержки, а оба чипа определяются системой как один. Пропускная способность памяти таких систем измеряется сотнями гигабит в секунду, объёмы тоже внушают уважение, что важно для развёртывания больших локальных ИИ-моделей, как и вдвое большее количество TOPS за счёт двух ускорителей сразу, а кодирование видео ускоряет вдвое большее количество кодеров, декодеров и движков ProRes. Данные процессоры не встраивают в ноутбуки, а настольные компьютеры с ними доступны в самых топовых и дорогих конфигурациях. Даже для многих профессиональных сценариев такая мощь избыточна, но там, где она действительно нужна – это бескомпромиссный вариант, часто не имеющий аналогов по совокупности возможностей.

Всегда ли новее – значит лучше?

Apple практически ежегодно обновляет свои процессоры и если между двумя соседствующими поколениями разница значимая далеко не всегда (изменения могут быть существенными в определённых сценариях, но общая производительность год к году обычно меняется не так сильно), но апгрейд спустя два-три года точно будет ощутимым. Помимо этого, на некоторые нюансы сама компания и даже блоггеры мало обращают внимания, но они могут оказаться очень важными как в специфических задачах, так и в целом, например, скорость обмена данными с памятью и производительность ускорителя машинного обучения Neural Engine в TOPS. Последняя за несколько лет выросла в разы, а с задействованием мощности графического процессора, разница становится ещё более существенной.

Производительность в одноядерном режиме – тоже очень важный момент, который часто недооценивают. Процессоры Apple по данному показателю, в принципе, всегда в лидерах, а с каждым новым поколением она возрастает. Дело в том, что не все приложения умеют разбивать нагрузку на ядра и потоки, поэтому часто с более старым процессором, имеющим много-много ядер, система кажется менее отзывчивой, чем с новым, но более слабым. И виной тому именно разница в одноядерной производительности. Для конкретных задач играет роль и точечная оптимизация, а при работе с видео важно, поддерживает ли Media Engine форматы, с которыми вы чаще всего работаете, поскольку их список тоже медленно, но верно расширяется. И именно с ней связан один интересный парадокс: для обработки видео более старый, но очень мощный SoC Apple серии Ultra может быть эффективнее, чем более новый и даже превосходящий его Pro или Max.

Почему так происходит? А дело в том, что чипы серии Ultra – это два «склеенных» Max, поэтому набор всех вспомогательных подсистем в них – двойной. Более мощный процессор предыдущего поколения может быть лучше и в силу скорости работы с памятью или по мощности графики и здесь важно сравнивать спецификации конкретных конфигураций устройств. К примеру, если важна именно графическая часть, то чип Pro-серии может значительно превосходить по этому параметру следующий базовый, где «M» – без приставки, но при разнице в два года ситуация будет совершенно другой. А ещё в зависимости от серии и поколения часто отличается поддержка интерфейсов, поэтому скорость Thunderbolt или максимальное разрешение, частота обновления и количество экранов, которые можно будет одновременно подключить, тоже будут разными.

Ноутбук с сердцем айфона

Как оказалось, Apple может выпустить смартфон, разработав специально для него процессор, а через год взять и сделать ноутбук с тем же чипом. Серия MacBook Neo ещё во время анонса вызывала скептицизм у многих пользователей, блогеров и аналитиков, включая давних поклонников Apple, но любая другая компания на такой шаг даже не отважилась бы. Может показаться, что процессор от iPhone просто не может обеспечить достойную работу ноутбука. Чего уж говорить, даже в данной статье он не сравнивается с актуальными базовыми чипами M-серии. И при прямом сравнении процессоры A-серии действительно уступают. Так, например, A18 Pro по некоторым параметрам не дотягивает даже до базового M1 2020-го года. Но значит ли это, что он плохой?

Нет, и всё дело в том, что с процессорами M-серии Apple не только задала изначально высокую планку, но и значительно улучшала их год от года. Использование изначально «смартфонного» чипа – вопрос оптимизации производственных мощностей и отстраивания продуктов друг от друга. А ещё сами по себе процессоры последних iPhone тоже довольно производительны, ведь тот же A18 Pro в iPhone 16 Pro и Pro Max играючи справляется с записью видео в 4K при частоте 120 кадров в секунду и позволяет играть с трассировкой лучей в достаточно свежие игры, портированные на iOS. Конечно, MacBook Neo – вариант не для монтажа UHD-видео или работы с многослойной графикой в Photoshop, но держать десяток повседневных приложений открытыми и обеспечивать ощущение плавной, отзывчивой и быстрой работы ноутбука он вполне себе может, правда присмотреться всё же лучше к моделям с 16 ГБ объединённой памяти, если устройство приобретается больше чем на один-два года.

Различия чипов Mac и iPad

Планшеты Apple тоже постепенно переходят на процессоры M-серии, ведь компания часто позиционирует их в качестве компактной замены ноутбука и расширяет возможности iPadOS, постепенно стирая границы с macOS. И это действительно те же самые процессоры, а не маркетинговое наименование. Конечно, в некоторых младших моделях пиковая частота может быть чуть ниже, а какие-то из ядер ЦП или графика могут быть слабее, но различия незначительны и уровень производительности действительно одинаковый. Тем не менее, если компьютеры Mac могут запускать приложения для iPad и iPhone, в обратную сторону трюк не работает: iPad не поддерживает приложения для macOS, даже оптимизированные под ARM-процессоры и доступные в App Store для Mac.

Секретный уровень безопасности

Ещё одним важным нюансом процессоров Apple является встроенная подсистема безопасности Secure Enclave. Она отвечает за работу Touch ID (поэтому беспроводные клавиатуры Apple со сканером отпечатка не работают с компьютерами на базе процессоров Intel), а также шифрует содержимое системного диска, если включена функция FileVault, не тратя ресурсы процессора. Данная область имеет свою защищённую память, поэтому к хранящимся ключам и биометрическим данным невозможно получить доступ, даже если устройство взломано или вы случайно загрузили вредоносное ПО. Помимо этого, аппаратное шифрование используется для защищённой загрузки операционной системы, а при потере или краже устройства, вы можете стереть данные или заблокировать устройство удалённо, через приложение «Локатор» – прямо как iPhone!