تراشه ام۶ اپل که اکنون در تازه‌ترین مدل‌های مک مینی و مک‌بوک پرو عرضه می‌شود، پردازنده‌ای از نسل ۲ نانومتری است که عملکرد تک‌هسته‌ای و بهره‌وری انرژی را جلوتر می‌برد، در حالی که اپل عمدا پهنای باند حافظه و حداکثر رم یکپارچه آن را محدود کرده است. نتیجه، تراشه‌ای از نظر فنی بلندپروازانه است که هم‌زمان برای حفظ تفکیک رده‌های محصول در خانواده مک طراحی شده است.
فرایند ۲ نانومتری و معماری ترانزیستور
ام۶ از گره فرایندی ۲ نانومتری به عنوان برچسب نسل فناوری استفاده می‌کند، نه به معنای اندازه واقعی ترانزیستورها. بررسی فنی مک‌ورلد مساحت دای سیلیکونی ام۶ را حدود ۱۴۲ میلی‌متر مربع برآورد می‌کند، در مقایسه با حدود ۱۵۷ میلی‌متر مربع برای ام۵ و ۱۱۹ میلی‌متر مربع برای ام۱. برای دستیابی به فرکانس بالاتر و نشتی کمتر در این مقیاس، اپل و تی‌اس‌ام‌سی از ترانزیستورهای فین‌فت به معماری گیت‌دورتادور مهاجرت کردند؛ در این معماری، گیت کنترل به جای سه سمت، از چهار سمت کانال را در بر می‌گیرد. این تغییر نشتی میکروسکوپی را کاهش می‌دهد، پایداری ولتاژ را بهبود می‌بخشد و به پردازنده کمک می‌کند با مصرف توان کمتر، سرعت کلاک بالا را پایدار نگه دارد.
- فرایند ساخت: نسل ۲ نانومتری تی‌اس‌ام‌سی
- معماری ترانزیستور: گیت‌دورتادور
- مساحت دای سیلیکونی: حدود ۱۴۲ میلی‌متر مربع طبق برآورد مک‌ورلد
- حداکثر حافظه یکپارچه: ۳۲ گیگابایت
- گذرگاه حافظه: ۱۲۸ بیت، همانند دوره ام۱
طراحی سه‌لایه پردازنده، چیدمان کش و پیکربندی حافظه
اپل پردازنده مرکزی ام۶ را با آرایشی سه‌لایه از هسته‌ها بازطراحی کرده است. این پیکربندی شامل دو هسته فوق‌پرقدرت، چهار هسته عملکردی میان‌رده و شش هسته کم‌مصرف است و در مجموع به ۱۲ هسته پردازشی می‌رسد. هسته‌های فوق‌پرقدرت می‌توانند تا ۴٫۷۸ گیگاهرتز برسند، هسته‌های عملکردی تا حدود ۴٫۵ گیگاهرتز بالا می‌روند و هسته‌های کم‌مصرف در حدود ۲٫۹۴ گیگاهرتز کار می‌کنند. اپل دو هسته فوق‌پرقدرت نسل قبل را حذف کرده تا چهار هسته عملکردی اضافه کند؛ مصالحه‌ای که توان چند‌هسته‌ای را افزایش می‌دهد، بی‌آنکه اوج سرعت تک‌هسته‌ای قربانی شود.
چیدمان کش و حافظه نیز برای پشتیبانی از مجموعه گسترده‌تر هسته‌های فعال تنظیم شده است. کش سطح سیستم همچنان ۱۶ مگابایت است و در سراسر تراشه به‌صورت مشترک استفاده می‌شود. کش سطح دوم مشترک برای خوشه‌های فوق‌پرقدرت و عملکردی از ۱۶ به ۲۰ مگابایت افزایش یافته تا به جای چهار هسته، شش هسته فعال میان‌رده تا قدرتمند را بهتر تغذیه کند. هسته‌های فوق‌پرقدرت همچنان کش اختصاصی ۱٫۵ مگابایتی خود را حفظ کرده‌اند. شش هسته کم‌مصرف در خوشه‌ای جداگانه با کش خوشه‌ای اختصاصی و یک شتاب‌دهنده ماتریسی روی دای قرار گرفته‌اند تا محاسبات سبک و وظایف کوچک هوش مصنوعی را بدون بیدار کردن هسته‌های بزرگ انجام دهند.
اپل پیکربندی‌ها و سرعت‌های حافظه متفاوتی را در ظرفیت‌های مختلف ارائه می‌کند. در مدل‌های ۱۶ گیگابایتی، پهنای باند حافظه حدود ۱۵۳ گیگابایت بر ثانیه است که با ام۵ در پیکربندی‌های مشابه برابری می‌کند. در پیکربندی‌های ۲۴ و ۳۲ گیگابایتی، به لطف حافظه سریع‌تر، اوج پهنای باند می‌تواند تا ۱۷۰ گیگابایت بر ثانیه برسد. با این حال، رابط حافظه اصلی همچنان گذرگاه ۱۲۸ بیتی است که اپل از نسل ام۱ تاکنون تغییرش نداده است.
بنچمارک‌ها، گرافیک، موتور عصبی و راهنمای ارتقا
بنچمارک‌های مستقل نشان می‌دهند ام۶ پیشرفت‌های قابل توجهی دارد، اما محدودیت‌های آن را هم آشکار می‌کنند. نتایج گیک‌بنچ ۶٫۷ نوت‌بوک‌چک برای مک مینی مجهز به ام۶، امتیاز ۴۶۹۸ در تک‌هسته‌ای و ۲۱۳۰۲ در چند‌هسته‌ای را ثبت کرده است؛ در برابر ۴۳۲۶ و ۱۸۰۵۴ برای ام۵ و ۳۶۵۵ و ۱۵۱۲۸ برای ام۴. این اعداد تقریبا معادل بهبود ۸٫۶ درصدی تک‌هسته‌ای نسبت به ام۵ و برتری ۱۸ درصدی در چند‌هسته‌ای هستند. نتایج سین‌بنچ ۲۰۲۴ نوت‌بوک‌چک، ام۶ را با امتیاز ۲۲۱ در تک‌هسته‌ای و ۱۴۶۸ در چند‌هسته‌ای نشان می‌دهد، در حالی که ام۵ به ترتیب ۲۰۰ و ۱۱۷۲ امتیاز گرفته است؛ یعنی بهبودهایی در حدود ۱۰٫۵ و ۲۵٫۳ درصد. نوت‌بوک‌چک همچنین بهره‌وری تک‌هسته‌ای را برای ام۶ حدود ۱۵٫۲ امتیاز سین‌بنچ به ازای هر وات اندازه‌گیری کرده، در حالی که این عدد برای ام۵ حدود ۱۳٫۱ بوده است.
گرافیک و هوش مصنوعی هر دو ارتقا یافته‌اند. پردازنده گرافیکی یکپارچه از ۱۰ هسته به ۱۲ هسته رسیده است؛ اپل و آزمون‌های مستقل از بهبود گرافیکی حدود ۳۰ درصدی نسبت به ام۵ و نزدیک به ۸۰ درصدی نسبت به ام۴ در بارهای کاری محدود به توان محاسباتی خبر می‌دهند. در بنچمارک‌های شبیه‌سازی‌شده بازی با توان ۱۸ وات برای گرافیک، گرافیک ام۶ عملکردی قابل مقایسه با بخش یکپارچه اینتل آرک بی۳۹۰ ارائه می‌دهد و گزارش شده که در این آزمون‌ها از نتایج هم‌رده آدرنو در تراشه‌های کوالکام جلوتر است.
اپل موتور عصبی را نه صرفا با بزرگ‌تر کردن یک بلوک واحد، بلکه با دوگانه‌سازی ساختار آن تقویت کرده است. ام۶ دو واحد عصبی ۱۶ هسته‌ای دارد که هر کدام کش اختصاصی خود را دارند و یک کنترلر مرکزی آن‌ها را هماهنگ می‌کند، در حالی که ام۵ از یک موتور ۱۶ هسته‌ای استفاده می‌کرد. اپل می‌گوید وظایف هوش مصنوعی روی دستگاه در مک‌بوک پرو ۱۴ اینچی می‌توانند تا ۲۵ درصد سریع‌تر از ام۵ اجرا شوند و موتور عصبی دوگانه در برخی بارهای کاری می‌تواند تا ۱٫۹ برابر سریع‌تر از ام۵ باشد. در آزمون‌های عملی استنتاج روی مدل‌های کوانتیزه‌شده، پیکربندی ام۶ در مقایسه‌های مورد اشاره حدود ۳۵ درصد سریع‌تر از ام۵ و تقریبا ۲۰ درصد سریع‌تر از ام۵ پرو ظاهر شده است.
با وجود این پیشرفت‌ها، ام۶ در همه زمینه‌ها بی‌رقیب نیست. برخی اجرای‌های چند‌هسته‌ای گیک‌بنچ ۶٫۷ نشان می‌دهند کوالکام اسنپدراگون ایکس۲ الیت اکستریم می‌تواند در سناریوهای خاص از ام۶ جلو بزند. مهم‌تر از آن، گذرگاه حافظه ۱۲۸ بیتی و سقف ۳۲ گیگابایتی حافظه یکپارچه، توان پایدار را برای بارهای هم‌زمان پردازنده مرکزی، گرافیک و موتور عصبی محدود می‌کند. زمانی که هسته‌های پردازشی، گرافیک ۱۲ هسته‌ای و موتور عصبی دوگانه هم‌زمان به یک کانال حافظه مشترک نیاز دارند، پهنای باند محدود می‌تواند برای مدل‌های بزرگ هوش مصنوعی، تایم‌لاین‌های پیچیده ویدئویی و سایر وظایف پرمصرف از نظر داده به گلوگاه تبدیل شود. بنابراین به نظر می‌رسد ام۶ برای عملکرد محلی قدرتمند در گردش‌کارهای معمول طراحی شده، در حالی که سنگین‌ترین کارها از نظر پهنای باند و ظرفیت حافظه برای نسخه‌های پرو و مکس سیلیکون اپل باقی می‌مانند.
برای کاربرانی که به ارتقا فکر می‌کنند: مهاجرت از مک‌های دوره ام۱ یا ام۲ به سیستمی مجهز به ام۶، جهشی روشن در پاسخ‌گویی تک‌رشته‌ای، گرافیک و بهره‌وری حرارتی به همراه دارد. دارندگان سیستم‌های ام۴ یا ام۵ نیز در ام۶ پیشرفت‌های معماری معناداری خواهند دید، اما بهبود واقعی در استفاده روزمره به این بستگی دارد که بار کاری آن‌ها به پهنای باند حافظه محدود می‌شود یا نه. اپل آگاهانه رابط حافظه را باریک نگه داشته تا رده‌های محصول را از هم جدا کند و کاربران حرفه‌ای را به سمت تراشه‌های گران‌تر با گذرگاه‌های حافظه عریض‌تر هدایت کند.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات (2)
منطقیه، رده‌بندی براشون مهمه. برای اکثر کارها ام۶ کافی ست، اما کارهای باندپهن‌محور گیر می‌کنن، مخصوصا با ۱۲۸ بیت و سقف ۳۲ گیگ.
وای، ۲ نانومتری واقعی شده! ولی اینکه اپل عمدا پهنای باند و رم رو محدود کرده، یه حس دوگانه به آدم میده... بازی با رده‌ها، یعنی ما رو هل میده سمت پروها؟