アップルシリコン

Apple Siliconは特定のチップセットやプロセッサを指すのではなく、同社のカスタムシリコン全体を指します。その開発により、同社は、他社のハードウェアと連携するためにソフトウェアを最適化する必要がなくなり、プラットフォーム間のパフォーマンスと垂直統合に集中できるようになりました。

Apple が開発したカスタムプロセッサは恩恵を受けていますiPhoneそしてiPad何年も。のマック2020年から使い始めました。

A シリーズプロセッサの開発から得た 10 年以上のチップアーキテクチャの経験を経て、Apple は Mac 上で Apple Silicon の道を準備しました。macOS ビッグサー、マック触媒、および他のいくつかの開発者プラットフォーム。

Appleシリコンエコシステム

Intel が iPhone 用のチップを設計したくなかったため、Apple は必要に迫られて最初のカスタムプロセッサを作成しました。このため、Apple は iPhone 用のカスタムプロセッサを構築し、ソフトウェアとの完全な垂直統合を保証しました。

A シリーズチップは、当時入手可能な最も強力で効率的なモバイルチップセットになりましたが、クアルコムやインテルですら追いつくことができませんでした。現在、Mac には M シリーズチップが搭載されており、Mac 上で Intel を実行していたときに可能だったものを超えています。

M4: Apple Intelligence を核に

Appleは再設計とともにM4プロセッサを発表13インチiPad Proそして11インチiPad Pro。 10 コア CPU と 10 コア GPU を備えた 3 ナノメートルプロセスで構築されています。

Neural Engine は次の点に重点を置いてアップグレードされました。アップルインテリジェンス。 1 秒あたりの操作数は 38 兆回にまで増加します。

M3: 第 3 世代のスペック以上の向上

Apple が Apple Silicon に移行したのは、世界のサプライチェーンが世界的な不安定とパンデミックによって混乱したときでした。製品の発売は、Apple が望んでいたよりも長期にわたるパターンにあるように見えましたが、どうやらM3サイクルが規則的になりました。

M3、M3 プロ、M3 マックス

M3、M3 Pro、および M3 Max はすべて、2023 年 10 月の「Scary Fast」イベント中に Apple によって同時に発表されました。チップはリフレッシュされたチップとともに発表されました。MacBook ProそしてM324インチiMac。

の14インチMacBook Proを置き換えた13インチMacBook Proベースの M3 モデルを備えたローエンドです。外観デザインは、アップグレードされた14インチと16インチMacBook Pro。

アップルが発売したのは、M3 MacBook Air2024年3月モデル。13インチと15インチの両方のオプションが同時にアップデートされました。

M3 ファミリのプロセッサは 3 ナノメートルプロセスで構築されています。ダイナミックキャッシュ、ハードウェアアクセラレーションによるレイトレーシングとメッシュシェーディング、より高速な処理コアなどの機能を備えています。

噂によると、2024年5月にM4が発表されて以来、AppleはM3 Ultraをリリースする計画がないという。iPad Proアップデート。 2024 年 6 月の WWDC では、Mac Studio または Mac Pro のアップデートは明らかにされませんでした。

M2: 第 2 世代の Apple Silicon

のM2置き換えられる M1 よりも約 18% 高速で、トランジスタ数が 25% 増加し、最大 10 個の GPU コアで構成できます。に向けて発表されました13インチMacBook Air最初は 13 インチ MacBook Pro でしたが、その後、iPad Pro や15インチMacBook Air。

M2 は Mac 用の第 2 世代 Apple Silicon

メディアエンジンを搭載していますが、これは初代M1 Proまで導入されていませんでした。つまり、最適化されたソフトウェアを使用すると、M2 マシンでビデオやその他のメディアの開発がはるかに高速になります。

M1 と同様に、M2 Pro と M2 Max が続き、14 インチ MacBook Pro、16 インチ MacBook Pro、および 16 インチ MacBook Pro で使用されています。マックスタジオ。ついに M2 Ultra が発表されました。WWDC2023 で、Mac Studio とマックプロ。

Appleは2つを導入しましたiPad AirM2 プロセッサー搭載モデルは 2024 年 5 月に発売されます。

M1: Mac初のカスタムプロセッサ

Apple はすでに 10 年以上をかけて iPhone や iPad 用の強力なチップセットを開発してきましたが、新しい Mac にはそれらのチップセットを使用していません。代わりに、Mac および MacBook に使用される特定のシステムオンチップアーキテクチャがあります。M1。 Apple Siliconを採用した最初のMacは、2020年後期モデルです。MacBook Air、13インチMacBook Pro、およびマックミニ。

M1 は、置き換えられた Intel チップを簡単に上回る強力なプロセッサです

2021 年初頭に、Apple は 24 インチ iMac とiPad ProM1プロセッサを搭載。

M1 は、160 億個のトランジスタ、4 つの高性能コア、4 つの高効率コア、および 8 つの GPU コアを備えた 5nm アーキテクチャを採用しています。中でもMacBook Airは外部冷却がなく、GPU コアの 1 つが無効になっていますが、このマシンは依然として市場の消費者向けノートブックの 98% よりも高速に動作します。

Apple は、M1 を低電力シリコンの世界最速の CPU、ワットあたりの世界最高の CPU パフォーマンス、パーソナルコンピュータの世界最速のグラフィックス、および画期的な機械学習 (ML) として誇りました。ニューラルエンジン。これにより、M1 は Intel を使用した以前の Mac と比べて 3.5 倍高速な CPU、6 倍高速な GPU、および 15 倍高速な ML を搭載することになります。

GPU は、2.6 テラフロップスのスループットで約 25,000 スレッドを同時に実行できます。 Appleによれば、これにより消費者向けPCで統合されたGPUとしては最速となるという。

新しいMacBookで使用されているWebカメラは720pのままですが、M1のMLとISPのアップグレードにより全体的な画像が向上しています。

M1 プロと M1 マックス

Apple は、2021 年 10 月の「Unleashed」イベントで M1 Pro と M1 Max を発表しました。これらは、14インチMacBook Proそして16インチMacBook Pro。

M1 Pro および M1 Max は、より多くの帯域幅と処理能力を備えた M1 をベースに構築されています。

これらのプロセッサは、同等の Intel モデルと比較して、最大 3.7 倍の CPU パフォーマンス、13 倍の GPU パフォーマンス、および 11 倍の機械学習パフォーマンスを提供します。 M1 Pro および M1 Max によって得られる効率により、一部の構成では最大 21 時間の使用でバッテリー寿命も延びます。

M1 Pro には最大 10 コアの CPU、最大 16 コアの GPU が搭載されており、32 GB の RAM を構成できます。 M1 Max は最大 10 コアの CPU、最大 32 コアの GPU を搭載し、64 GB の RAM で構成できます。

M1 ウルトラ

M1 Ultra には 20 コアの CPU が搭載されており、最大 64 コアの GPU と 128GB の RAM を構成できます。これは初のデスクトップ専用 Apple Silicon プロセッサであり、基本的に 2 つの M1 Max プロセッサと UltraFusion コネクタを組み合わせて構築されました。

M1 Ultra は基本的に 2 つの M1 Max プロセッサを組み合わせたものです

20 コアプロセッサは、通常の動作時に 28 コア Xenon 搭載 Mac Pro よりも 60% 優れたパフォーマンスを発揮します。これだけのパフォーマンスを備えているにもかかわらず、M1 Ultra は競合するハイエンド PC よりも年間消費電力が 1000KWh 少ないのです。

M1 Ultra を搭載した Mac Studio には、置き換えられた Mac Pro タワーの I/O がありません。

Aシリーズプロセッサ

2020 年の WWDC 中に、Apple は長年にわたり 100 億個のチップをデバイスに導入することに成功し、その専門知識を Mac にも導入したいと自慢していました。同社は、非常に効率的でありながら非常に強力なチップを提供することで、消費電力とパフォーマンスの間のスイートスポットを達成できると信じていました。

Apple は iPad Apple Silicon で GPU パフォーマンスを 1000 倍進化させました

Apple は、2020 年までの 10 年間にわたるカスタムチップの構築により、CPU パフォーマンスを 100 倍、GPU パフォーマンスを 1000 倍に向上させることができました。

Apple はまた、機械学習用の Neural Engine や暗号化用の Secure Enclave など、その設計を特に活用する新しいシステムアーキテクチャとテクノロジーも設計しました。これらのテクノロジーを Metal や Swift などの既存のソフトウェア実装と組み合わせると、Apple はカスタムチップセットを Intel よりもはるかにうまく利用できるようになります。

Appleシリコンのベンチマーク

Apple A シリーズチップは、iPhone 4 以降、iPhone と iPad に搭載されており、最新世代では、Intel を搭載した消費者向けラップトップと同じくらい強力であることが証明されています。これらはバッテリー寿命を最優先にしてモバイルファーストになるように設計されていますが、それでも強力な機能を備えています。

さまざまなシステムアーキテクチャにわたるベンチマークは、それぞれのパフォーマンスを表すものではありませんが、古い Intel チップと比較した場合に、ARM 上のモバイルデバイスのパフォーマンスがどの程度優れているかを示す良いスナップショットが得られます。

M2

M2 プロセッサは、あらゆる点で M1 よりも向上しています。もちろん、これはエントリーチップであるため、ハイエンドの M1 Pro 以降のパフォーマンスを上回ることはありません。

M2 のシングルコアスコアは 1869 で、M1 の 1707 よりわずかに上昇しています。ただし、グラフィックスは 7395 から 8900 への大幅な上昇を示しています。これらのスコアは Apple のパフォーマンスの主張と一致しています。

これらのデバイスは M2 を実行します。

13インチMacBook Pro
M2 MacBook Air

M1

AppleInsiderのベンチマークは、M1 がほぼすべての Intel Mac チップよりも高速であることを示しました。シングルコアのパフォーマンスでは、Apple Silicon を搭載した MacBook Pro はテストしたすべての Mac を上回り、最も近いライバルである Intel ベースの MacBook Pro よりも Geekbench スコアが 54% 優れていました。16インチMacBook Pro。これにより、処理の主力チップファミリーである Intel Core i9 や Mac Pro の Xeon よりも高速になります。

マルチコアテストに目を向けると、これと似たような話になります。M1 が達成した 7,395 という数字は非常に印象的で、この分野の大部分を上回っています。 16 インチ MacBook Pro の Core i9 のスコア 7,067 を僅差で上回りましたが、Mac Pro の Xeon-W は 8,632 スコアでそれを上回りました。

マルチコアタスクに関しては、M1 は現在入手可能な多くの Mac を上回り、より高級な市場で使用されている高性能プロセッサと歩調を合わせることができます。マルチコアベンチマークでこれを上回ったのは Mac Pro の Xeon だけでした。

これらのデバイスは M1 を実行します。

13インチMacBook Pro
MacBook Air
マックミニ
24インチiMac
第五世代12.9インチiPad Pro
第三世代11インチiPad Pro
iPad Air5

これらのデバイスは M1 Pro および M1 Max を実行します。

16インチMacBook Pro
14インチMacBook Pro

のマックスタジオは M1 Max を実行し、M1 Ultra プロセッサを搭載した唯一の Mac です。

A15 バイオニック

A15 には、2 つのパフォーマンスコアと 4 つの効率コアを備えた 6 コア CPU が搭載されています。 GPU には、使用されるデバイスに応じて 4 コアまたは 5 コアがあります。

Neural Engine はさらに高速で、1 秒あたり 15.8 兆回の演算を実行します。このチップには、写真と新機能を向上させるための新しい画像信号プロセッサが含まれています。

A15 のシングルコアスコアの平均は 1730 で、A14 のスコア 1575 から約 10% 増加しています。マルチコアスコアの平均は 4621 で、以前のモデルより 21% 近く高くなります。

これらのデバイスは A15 Bionic を実行します。

iPhone13
iPhone13ミニ
iPhone13プロ
iPhone 13 プロマックス
iPad mini6
第三世代iPhone SE

A14 バイオニック

A14はチップ上に118億個のトランジスタを搭載しており、A13の85億個から増加しており、この変更によりAppleはチップをどのように使用してユーザーエクスペリエンスを形成するかについてより正確にできるようになった。トランジスタ数の増加は、ゲームやアプリで使用できる計算能力に直接変換されます。

Neural Engine は、前世代の 8 コアに対して 16 コアです。これにより、コンピュテーショナルフォトグラフィーの向上やアプリケーションの学習アルゴリズムの改善などが可能になります。

A14 は、5 ナノメートルプロセスの 6 コア CPU と 4 コア GPU を誇ります。 iPhone 12 Pro の A14 Bionic のベンチマークは、iPhone 11 Pro の A13 よりも約 20% 高速です。

これらのデバイスは A14 Bionic を実行します。

A13 バイオニック

2.66 GHz、6 コアプロセッサは、Geekbench 5 でシングルコア 1325、マルチコア 3382 のスコアを獲得しました。13インチMacBook Pro第 8 世代インテル Core i5 プロセッサーを搭載した場合も同様のスコアになります。

これらのデバイスは A13 Bionic を実行します。

A12X バイオニックと A12Z バイオニック

A12 シリーズの iPad 専用プロセッサは、同じチップセットであるという点でユニークです。 A12Z は、追加の GPU コアがアクティブになった A12X を再ビニングしたものです。このため、スコアは非常に似ています。

Geekbench 5 のシングルコアのスコアは 1115、マルチコアは 4626 です。16インチMacBook ProIntel Core i7 プロセッサーを搭載した場合でも同様のスコアになります。

Apple Developer Transition Kit 内に配置すると、シングルコア 1005 およびマルチコア 4555 のスコアが得られます。

これらのデバイスは A12Z Bionic を実行します。

第2世代11インチiPad Pro
第4世代12.9インチiPad Pro
Apple 開発者移行キット

A12 バイオニック

2.5GHz プロセッサは、Geekbench 5 でシングルコア 1106、マルチコア 2687 のスコアを獲得しました。iMac 4KIntel Core i5 のスコアも同様です。

これらのデバイスは A12 Bionic を実行します。

iPhone XR
iPhone XS
iPhone XS Max
iPad Air3
第5世代iPad mini

A11 バイオニック

専用のニューラルエンジンを搭載した最初の Apple Silicon (「Bionic」と呼ばれる) は、Geekbench 5 でシングルコア 917、マルチコア 2350 のスコアを記録しました。2020 MacBook AirIntel Core i3 のスコアも同様です。

これらのデバイスは A11 Bionic を実行します。

iPhone8
iPhone8プラス
iPhone X

Apple のモバイルチップセットの仕様と前年比の向上は、M1 と将来の Apple Silicon for Mac がどの程度改善されるかを示唆している可能性があります。

Appleシリコンへの移行

最初の Apple Silicon の発表後、Apple は開発者が「ユニバーサルアプリクイックスタートプログラム」を使用して注文できる開発者移行キットを提供しました。 DTK は、マックミニ16GBのRAMと512GBのストレージを備えたA12Zで実行されています。開発者はマシンをレンタルするために 500 ドルを支払わなければならず、後で返却する必要がありました。

開発者移行キットは、A12Z を搭載した Mac Mini になります。

このキットを使用すると、開発者はアプリをネイティブに実行できるようになります。macOSそしてアップルシリコン。ただし、Apple がこのプロセスを支援するために用意したのはハードウェアだけではありません。

WWDC 2020 の期間中、開発者は仮想セッションに参加したり、フォーラムや Apple Developer アプリ内でエンジニアと問題について話し合ったりできます。 Apple は、ユニバーサルアプリの開発とテストに関する初日のドキュメントも提供しました。

iOS または iPadOS 用に構築されたアプリはすべて、Apple Silicon Mac でもネイティブに実行されます。

Universal 2、Rosetta 2、および仮想化ソフトウェアにより移行がスムーズになります

macOS Big Sur には、移行専用に構築された複数のアプリケーションがあります。 Apple は 3 つの具体的なものを挙げました。Universal 2、ロゼッタ2、仮想化。

Apple は技術的には、2022 年の Mac Studio リリースで Intel からの移行を完了しました。同社は M シリーズプロセッサを搭載した Mac Pro を示唆していましたが、それは 2022 年には登場しませんでした。

Intel を搭載したタワー型 Mac Pro はまだ販売されており、製品の将来性はまだ不明です。 Apple は 2023 年に製品の M2 バリアントを発表する可能性があります。

ユニバーサル2

Universal 2 は、Intel および Apple Silicon ベースの Mac で動作するユニバーサルバイナリです。同じバイナリを使用すると、開発者は両方のプラットフォームで動作するアプリを作成できます。

Microsoft や Adobe などのサードパーティ開発者は、新しいチップセットで動作するアプリの構築をすでに開始しています。 WWDC のデモでは、4K ビデオをライブで編集しているときでも、新しいアプリが簡単に実行できることが示されました。

ロゼッタ2

Rosetta によって PowerPC アプリが Intel Mac 上で実行できるようになったのと同様に、Rosetta 2 も同じ役割を果たし、Intel アプリが新しいアーキテクチャ上で実行できるようになります。

オリジナルの Rosetta が使用していた「ジャストインタイム」(JIT) プロセスの代わりに、Rosetta 2 はコードの変換によるインストール時の重労働を実行し、処理負荷を前倒しします。 Java および同様の他のテクノロジを実行するサードパーティブラウザのコードは、実行に JIT テクノロジを依然として使用しています。

WWDC で実証されたように、Rosetta 2 は、Intel 向けに構築された一部のゲームを重大な問題なく実行できるほど強力です。

仮想化

仮想化ソフトウェアは Apple Silicon Mac でも実行されますが、何をどのように実行するかはまだ完全にはわかっていません。 Apple は Parallels デスクトップなどの仮想化アプリを通じて Linux の使用を実証しており、Parallels は ARM ベースの Windows を実行できるソフトウェアの M1 フレンドリーなバージョンを提供しています。

M1 Mac は、Windows を実行するための BootCamp をサポートしていません。アップルのクレイグ・フェデリギは、デスクトップ OS で M1 Mac をサポートするかどうかは Microsoft 次第であると述べています。

Appleは、Dockerのような他のプラットフォームもApple Silicon上で動作し、開発者はこのソフトウェアを最大限に活用できるだろうと述べた。