عملکرد تحسین‌برانگیز پردازنده M1 اپل در بنچمارک‌های رسمی
پردازنده‌ی M1 استفاده‌شده در کامپیوتر‌های جدید مک، قابلیت آن را دارد که به‌عنوان یک نیروگاه قدرتمند ظاهر شود و عملکرد پردازشی آن‌ها را یک سطح بالا ببرد و در عین حال، مصرف انرژی کامپیوتر‌های مک را به پایین‌ترین حد ممکن برساند.
اپل در رویداد One More Thing از کامپیوتر‌های مک مبتنی بر پردازنده‌ی اختصاصی M1 رونمایی کرد. کوپرتینویی‌ها پیش‌تر در مراسم توسعه‌دهندگان، مهاجرت از پردازنده‌های اینتل x86 به پردازنده‌های اپل سیلیکون را علنی کرده بودند و در نهایت، در جریان آخرین رویداد خود از پردازنده‌ی اختصاصی M1 رونمایی و ادعاهای بزرگی در رابطه با آن مطرح کردند. در طول این رویداد، اپل عملکرد پردازشی M1 را چندین برابر بهتر از مدل قبلی در همان دستگاه‌ها عنوان می‌کرد. پردازنده‌ی M1 درواقع جایگزین تمامی نسخه‌های مک‌بوک ایر و مک مینی شده است؛ درحالی‌که مک‌بوک پرو ۱۳ اینچی، پردازنده‌های نسل هشتمی را کنار گذاشته و تنها پردازنده‌های نسل دهمی اینتل را درکنار پردازنده‌ی M1 به فروش می‌رساند.
حتی با اظهارات اپل در مورد عملکرد، مقایسه مستقیم تراشه M1 با نسخه‌های استفاده‌شده در سایر مدل‌ها آسان نیست و سایر کامپیوتر‌های مک در این محدوده شامل تراشه‌های با توان مصرفی بیشتر، قدرتمندتر و همچنین دارای پردازنده‌های گرافیکی گسسته هستند و در صورت نیاز به توان بیشتر، از گرافیک مجتمع اینتل استفاده می‌کنند. بنابراین وب‌سایت Appleinsider با دسترسی زودهنگام به مک‌بوک پروی ۱۳ اینچی مجهز به پردازنده‌ی M1، به سراغ معیارها و بنچمارک‌های رسمی رفته است تا دیدی کلی و جامع از قدرت کامپیوتر‌های جدید مک برای افرادی که قصد خرید این مک‌ها را دارند ارائه دهد.
پردازنده‌ی M1 چیست
پردازنده‌ی M1 اپل، یک سیستم-روی-یک-چیپ (SoC) است؛ یعنی یک تراشه‌ی مجتمع که بیشتر اجزای اصلی مربوط به پردازش شامل، پردازنده، پردازنده گرافیکی و حافظه و ... را به‌صورت یک واحد کلی در خود جای داده است. این پردازنده با استفاده از فرایند تولید ۵ نانومتری ساخته شده و ۱۶ میلیارد ترانزیستور در خود جا داده است و مانند دیگر پردازنده‌های استفاده‌شده در آیفون و آیپد، از طراحی هسته‌ها و طراحی اختصاصی اپل برای قدرت بخشیدن به کامپیوتر‌های مک در کلاس دسکتاپ استفاده می‌کند.
در مجموع، قلب تپنده‌ی M1 را هشت هسته‌ی پردازشی، شامل چهار هسته‌ی قدرتمند Firestorm و چهار هسته‌ی کم‌مصرف Icestorm و یک پردازنده‌ی گرافیکی (GPU) هشت‌هسته‌ای تشکیل داده است. چهار هسته‌ی اول در سریع‌ترین زمان ممکن کارهای فشرده و سنگین را انجام می‌دهند و چهار هسته‌ی دیگر، پردازش کارهای سبک‌تر و روزمره را برعهده دارند و باعث بهره‌وری بیشتر از انرژی و در نهایت، بهبود عملکرد باتری لپ‌تاپ می‌شوند. به‌عنوان بخشی از SoC، اپل با توجه به محصول، از پردازنده‌ی گرافیکی هفت یا هشت هسته‌ای استفاده کرده است. نسخه هشت هسته‌ای آن ادعا می‌شود که سریع‌ترین گرافیک یکپارچه جهان است و می‌تواند تقریبا ۲۵ هزار تِرِد را اداره کند و با قدرت ۲٫۶ ترافلاپس، به ۱۲۸ واحد اجرایی دست یابد. پردازنده M1 مانند پردازنده‌ی A14 از موتور عصبی ۱۶ هسته‌ای استفاده کرده است که توانایی انجام حداکثر ۱۱ تریلیون عملیات ماتریکسی در ثانیه را به ارمغان می‌آورد و گفته می‌شود یادگیری ماشین آن ۱۵ برابر سریع‌تر از پردازنده‌های اینتل استفاد‌شده در کامپیوتر‌های مک است. اپل همچنین از معماری حافظه یکپارچه استفاده می‌کند که متشکل از پهنای باند و حافظه با تأخیر کم است. به‌جای تفکیک و تکثیر داده‌ها در مجموعه داده‌های مختلف، اپل قصد دارد با استفاده از فناوری‌های مختلف موجود در SoC به داده‌های یکسان از یک منبع بزرگ دسترسی پیدا کند. حال وب‌سایت اپل‌اینسایدر، به‌صورت موشکافانه به سراغ سه بنچمارک مختلف برای به چالش کشیدن پردازنده‌ی جدید و البته، پردازنده‌های مبتنی بر اینتل x86 رفته و تمامی نتایج بنچمارک‌ها را در دمای محیط عملیاتی بین ۲۰ تا ۲۲ درجه‌ی سانتی‌گراد انجام داده است.
اولین نتایج در بنچمارک گیک‌بنچ (Geekbench) گرفته شده است که یک معیار کراس‌پلتفرم برای انواع پردازنده به حساب می‌آید. از این بنچمارک می‌توان برای محک زدن پردازنده‌های کلاس دسکتاپ و تراشه‌های موبایل استفاده کرد و همین قابلیت، آن را به ابزاری ایده‌آل برای بررسی پردازنده‌ی M1 مبتنی بر آرم در برابر معماری x86 و پردازنده‌های دیگر اینتل تبدیل کرده است.
از نظر عملکرد تک‌هسته‌ای، پردازنده‌ی M1 از تمامی مک‌های آزمایش‌شده از جمله مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی و حتی مک پرو بهتر ظاهر می‌شود؛ پردازنده‌ی M1 از نزدیک‌ترین رقیبش (مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی) ۵۴ درصد نتیجه‌ی بهتری در بخش تک‌هسته‌ای کسب کرده است. این امر سرعت تک‌هسته‌ای آن را نسبت به پردازنده‌ی Core-i9 و حتی پردازنده‌ی ورک استیشن Xeon، با اختلاف در رتبه‌ی اول قرار می‌دهد.
پردازنده‌ی M1 در بخش چندهسته‌ای تا حدودی مانند تک‌هسته‌ای عمل می‌کند و با امتیاز فوق‌العاده ۷۳۹۵، تمامی مک‌ها ( به جز مک پرو) را شکست می‌دهد. مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی با پردازنده‌ی Cor-i9، امتیاز ۷۰۶۷ و مک پرو با پردازنده‌ی Xeon-W امتیاز ۸۶۳۲ در تست‌های چندهسته‌ای به دست آورده‌اند. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که پردازنده‌ی M1 می‌تواند از اکثر کامپیوتر‌های مک موجود پیشی بگیرد و همگام با پردازنده‌های بالارده و حرفه‌ای مانند Xeon-W رقابت کند.
همان‌طور که در نمودار بالا مشاهده کردید، دو نتیجه‌ی مختلف از امتیازهای پردازنده‌ی M1 منتشر شده است؛ یکی از آن‌ها با معیارهای بومی مبتنی بر معماری آرم و دیگری با استفاده از شبیه‌ساز روزتا ۲ گرفته شده است. روزتای ۲ ابزار ترجمه‌ی خودکار نرم‌افزار اپل است که در مک OS بیگ سر برای ترجمه‌ی بلافاصله‌ی کد x86 استفاده می‌شود؛ این ابزار ایجاد شده است تا اکثر برنامه‌های پردازنده‌های مبتنی بر اینتل x86 را به‌صورت سازگاری به پردازنده‌های مبتنی بر آرم منتقل کند و تا زمانی‌که توسعه‌دهندگان، نرم‌افزارهای خود را برای پردازنده و معماری جدید بهینه کنند، روزتا ۲ جای خالی آن‌ها را برای کاربران پر می‌کند.
مقایسه‌ی نتایج بنچمارک پردازنده‌ی M1 اجراشده در روزتا ۲ در مقایسه با عملکرد بومی آن، تفاتی آشکار نشان می‌دهد. این پردازنده در صورت استفاده نکردن از روزتا ۲ می‌تواند ۳۶ درصد در آزمون تک‌هسته‌ای و ۴۰ درصد در آزمون چندهسته‌ای سریع‌تر ظاهر شود؛ اما حتی با امتیازات پایین‌تر متأثر از روزتای ۲، در آزمون‌تک هسته‌ای سریع‌تر از تمامی پردازنده‌های اینتل ظاهر می‌شود؛ درحالی‌که در تست‌های چندهسته‌ای، از دیگر پردازنده‌های بالارده‌ی اینتل عقب می‌ماند؛ اما کماکان نتیجه‌ی خوبی به خود اختصاص داده است.
دومین آزمونی که این وب‌سایت انجام داده، بنچمارک Cinebench، متکی بر فناوری‌های مورد استفاده توسط Cinema 4D برای سنجش نحوه عملکرد تک و چند هسته‌ای است. نسخه R23 این بنچمارک، پشتیبانی از پردازنده‌های M1 اپل را فراهم می‌کند و اجازه می‌دهد آن را با پردازنده‌های اینتل مقایسه کنیم.
نتایج بنچمارک Cinebench تا حدودی مشابه بنچمارک گیک‌بنچ است؛ M1 در آزمون تک‌هسته‌ای این بنچمارک، با امتیاز ۱۵۱۰ و فاصله‌ای ۲۸ درصدی با نزدیک ترین رقیب خود یعنی مک‌بوک پروی ۱۵ اینچی، در رتبه‌ی اول این جدول قرار گرفته است.
در نتایج چندهسته‌ای پردازنده‌ی M1 با امتیاز ۷۶۹۱ در نیمه بالای جدول ظاهر می‌شود و با فاصله‌ی بسیار کم، مک مینی مجهز به پردازنده‌ی Cor-i7 را شکست می‌دهد؛ اما در مقایسه با مک پرو و مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی کمی عقب می‌ماند.
سومین و آخرین بنچمارک گرفته‌شده Affinity Photo است که در دو بخش جداگانه، عملکرد پردازشی CPU و GPU را به‌صورت متمرکز ارائه می‌دهد. بنچمارک Affinity Photo جایی است که پردازنده‌ی اختصاصی اپل، قدرت خود را به رخ رقبا می‌کشد؛ این بنچمارک همان‌طور که از نامش مشخص است، نرم‌افزاری در سطح حرفه‌ای برای ویرایش عکس به‌حساب می‌آید و همچنین به‌عنوان ابزاری برای دستکاری تصویر، می‌تواند بار زیادی برای پردازنده ایجاد کند و برای تسریع در پردازش برخی کارها، به GPU و Metal متکی باشد. این ابزار شامل یک بنچمارک است که برای کار با پردازنده‌های اینتل و M1 به‌روز شده است و همچنین می‌تواند معیار بسیار خوبی برای مقایسه‌ی پردازنده‌ی M1 و سایر پردازنده‌های اینتل باشد. اولین گروه از نتایج مربوط به نحوه مدیریت هر یک از سیستم‌ها، فقط روی قدرت پردازشی CPU متمرکز است. محاسبات مبتنی بر وکتور (Vector-based) و پردازش‌های شطرنجی، دو نوع وظیفه پردازشی ضروری و مهم برای دستکاری تصاویر است که در این آزمایش‌ها اعمال شده.
با توجه به آنچه در تست‌های گیک‌بنچ نشان داده شد، جای تعجب نیست که ببینید M1 در پردازش تک‌هسته‌ای عملکرد خوبی از خود نشان داده است و یک بار دیگر در آزمایش با اختلاف زیادی نسبت به رقبا و با کسب امتیاز ۴۸۷، نزدیک‌ترین رقیب با ۳۰۴ امتیاز را شکست می‌دهد. این داستان برای پردازش چندهسته‌ای مبتنی بر وکتور تکرار می‌شود و M1 با ۱۶ درصد فاصله با نزدیک ترین رقیب خود (مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی) بیشترین امتیاز را به خود اختصاص داده است؛ اما در پردازش چندهسته‌ای شطرنجی، مک پرو و مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی، امتیازی بهتر از M1 کسب کرده‌اند. در نهایت تراشه جدید قادر به نشان دادن توانایی فوق‌العاده خود است.
آزمون ترکیبی جایی است که معیارهای این بنچمارک، به‌طور هم‌زمان از ترکیب نتایج وکتور و محتوای مبتنی بر پردازش شطرنجی استفاده می‌کند. نتیجه اینجا تقریبا مشابه پردازش چندهسته‌ای شطرنجی است که باز هم نشان می‌دهد M1 می‌تواند عملکرد خوبش را در این زمینه حفظ کند.
همان‌طور که گفته شد، گروه دوم آزمایش بدون درنظرگرفتن پردازنده مرکزی، فقط روی پردازنده گرافیکی برای پردازش شطرنجی تمرکز دارد. انتظار می‌رفت به‌طور معمول این نوع آزمایش به‌جای تکیه بر گرافیک یکپارچه، یک پیروزی چشمگیر برای کامپیوتر‌های مک با پردازنده‌ی گرافیکی گسسته رقم بزند. بااین‌حال، نتایج منتشرشده ممکن است خلاف آن را ثابت کند و نشان می‌دهد که ادعاهای جسورانه‌ی اپل در مورد عملکرد گرافیکی نه‌تنها درست است، بلکه در برابر پردازنده‌های گرافیکی گسسته نیز عملکرد بسیار چشمگیری رقم زده است.
پردازنده‌ی گرافیکی موجود در M1 با کسب امتیاز قابل قبول ۶۸۳۵ در آزمون‌های پردازش گرافیکی، موفق به شکست پردازنده‌ی گرافیکی گسسته Radeon Pro 560X با ۴ گیگابایت رم، استفاده‌شده در مک‌بوک پرو ۱۵ اینچی شده است و همچنین این امتیاز از پردازنده گرافیکی Radeon Pro 580X 8 GB موجود در مک پرو آنچنان عقب نیست و خیلی نزدیک با آن رقابت می‌کند؛ درحالی‌که پردازنده‌ی مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی موسوم به Radeon Pro 5500M 8GB با امتیاز ۹۲۳۹ جلوتر از بقیه در رتبه‌ی نخست قرار گرفته است.
ازآنجاکه در بنچمارک Affinity photo، هر دو پردازنده گرافیکی گسسته و یکپارچه را می‌توان مقایسه و استفاده کرد، این معیار برای برخی از مدل‌ها نیز حساب می‌شود. با توجه به این آزمایش، پردازنده‌ی گرافیکیM1 هنوز نمی‌تواند در برابر گرافیک گسسته‌ی مک‌بوک پروی ۱۶ اینچی (امتیاز ۱۰,۶۹۵) رقابت کند؛ اما این پردازنده‌ی مجتمع، با اختلاف زیادی از Radeon Pro 580X و UHD 630، استفاده‌شده در مک‌بوک پروی ۱۵ اینچی قوی‌تر ظاهر می‌شود.
در امتیازات محتوای ترکیبی، پردازنده‌ی گرافیکی M1 موفق به کسب بالاترین امتیاز در یک پردازنده‌ی گرافیکی واحد می‌شود و با امتیاز ۷۸۴۷ تمامی رقبای گسسته‌ی خود را با اختلاف زیادی شکست می‌دهد؛ طوری که با مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی فاصله‌ای ۳۴ درصدی ایجاد کرده است و حتی مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی با دو پردازنده‌ی گرافیکی گسسته و مجتمع کاری از پیش نمی‌برد و درنهایت، پردازنده‌ی گرافیکی M1 با ۲۴ درصد فاصله و با اقتدار در رتبه‌ی نخست جدول جا خوش کرده است.
اکثر کاربران انتظار داشتند پیشرفت‌های گرافیکی یکپارچه، در برابر سیستم‌های گرافیکی یکپارچه قدیمی صورت گیرد؛ اما در اینجا پردازنده‌ی گرافیکی M1 نه‌تنها با فاصله‌ی بسیار زیاد پردازنده‌های گرافیکی مجتمع اینتل را شکست می‌دهد، بلکه به‌طور فعال پردازنده‌های گسسته و قدرتمند را زیر سؤال می‌برد و آن‌ها را با چالش مواجه می‌کند؛ در بعضی موارد حتی در حال تحقیر کردن پردازنده‌های گرافیکی گسسته‌ای است که گرافیک یکپارچه نیز به آن‌ها کمک می‌کند و به نظر می‌رسد پردازنده‌ی گرافیکی M1 انتظار اپل را به‌صورت کامل برآورده کرده است.
یکی از سؤال‌هایی که ذهن خیلی از افراد را به خود مشغول کرده، این است که پردازنده‌ی مورد بحث، به چه اندازه قدرتمند و پایدار است و آیا در درازمدت همین عملکرد را حفظ می‌کند؛ در این معیارها، کاملا واضح است و می‌بینید که M1 مطمئنا یکی از بهترین گزینه‌های بازار است و عملا در تمام آزمایش‌ها، این پردازنده از پردازنده‌های کنونی مبتنی بر اینتل پیشی می‌گیرد یا با پردازنده‌های بالارده‌ی گروه همچون Cor-i9 و Xeon-W همگام شده است.
حتی در تست‌های رزتا ۲ پردازنده‌ی M1 موفق به کسب امتیاز تحسین‌برانگیزی شده است. عده‌ای نگران این هستند که روزتای ۲ بر عملکرد دستگاه تأثیر می‌گذارد و درست است؛ نتایج نشان می‌دهد که این شبیه‌ساز عملکرد پردازشی دستگاه را کم‌تر از حالت بومی می‌کند؛ اما هنوز برای احساس کند بودن کافی نیست. نتایج ممکن است برای کسانی که با سیستم سنتی مبتنی بر اینتل x86 کار می‌کنند، کمی عجیب به نظر برسد؛ با این اوصاف، پردازنده‌ی M1 موفق به شکست دادن آن در برخی از آزمایش‌ها شده است و باعث می‌شود این افراد حداقل به بخش پردازش گرافیکی آن ایمان آورند. اصلی‌ترین چیزی که می‌توان از این آزمون‌ها و بنچمارک‌ها برداشت کرد این است که مطمئنا M1، یک پردازنده‌ی ارتقادهنده‌ی است و سطح پردازشی کامپیوتر‌های مک را بالا می‌برد؛ اما توجه داشته باشید که اولین نسخه از پردازنده‌های کلاس M اپل به حساب می‌آید و در ادامه، اپل پردازنده‌های M2 یا M1X (یا هر اسم دیگری) را برای کامپیوتر‌های حرفه‌ای‌تر مک مانند مک پرو و مک‌بوک پروی ۱۶ اینجی به‌روز خواهد کرد؛ اگر M1 این نتایج درخشان را در برابر پردازنده‌های قدرتمند اینتل کسب کرده است، نسخه بعدی می‌تواند طوفان دیگری برپا کند.