Apple M6 lustas: greitis, atmintis ir ribojimai

„Apple“ M6 lustas, jau naudojamas naujausiuose „Mac mini“ ir „MacBook Pro“ modeliuose, priklauso 2 nanometrų kartai. Jis pasižymi didesniu vieno branduolio našumu ir geresniu energiniu efektyvumu, tačiau „Apple“ sąmoningai riboja atminties pralaidumą bei didžiausią bendrosios RAM kiekį. Taip sukurtas techniškai ambicingas lustas, kartu padedantis išlaikyti produktų segmentaciją visoje „Mac“ kompiuterių linijoje.

2 nanometrų technologinis procesas ir tranzistorių architektūra

M6 naudoja 2 nanometrų technologinį procesą – šis pavadinimas žymi kartą, o ne tiesioginį tranzistorių dydį. „Macworld“ techninėje analizėje M6 silicio kristalo plotas vertinamas maždaug 142 kvadratiniais milimetrais, palyginti su numanomais 157 kvadratiniais milimetrais M5 ir 119 kvadratinių milimetrų M1 lustuose. Siekdamos tokiu mastu užtikrinti didesnį taktinį dažnį ir mažesnį energijos nuotėkį, „Apple“ ir TSMC nuo „FinFET“ tranzistorių perėjo prie GAAFET technologijos. Joje valdymo vartai kanalą apgaubia iš keturių, o ne iš trijų pusių. Šis pokytis mažina mikroskopinį energijos nuotėkį, gerina įtampos stabilumą ir padeda procesoriui palaikyti aukštą taktinį dažnį vartojant mažiau energijos.

• Technologinis procesas: TSMC 2 nanometrų karta
• Tranzistorių architektūra: GAAFET („gate-all-around“)
• Silicio kristalo plotas: ~142 mm2 („Macworld“)
• Didžiausia bendroji atmintis: 32 GB
• Atminties magistralė: 128 bitų (tokia pati kaip M1 kartos)

Trijų lygių CPU struktūra, spartinančioji atmintis ir atminties konfigūracija

„Apple“ M6 procesoriuje įdiegė trijų lygių branduolių struktūrą. Konfigūraciją sudaro du itin našūs „super“ branduoliai, keturi vidutinio našumo branduoliai ir šeši energiją taupantys branduoliai – iš viso 12 CPU branduolių. „Super“ branduoliai gali veikti iki 4,78 GHz dažniu, našumo branduoliai – maždaug iki 4,5 GHz, o energiją taupantys branduoliai – maždaug 2,94 GHz dažniu. „Apple“ atsisakė dviejų ankstesnės kartos „super“ branduolių ir pridėjo keturis našumo branduolius. Toks sprendimas didina kelių branduolių našumą, neaukojant didžiausio vieno branduolio greičio.

Spartinančiosios ir operatyviosios atminties struktūra pakoreguota taip, kad palaikytų didesnį aktyvių branduolių skaičių. Sisteminė spartinančioji atmintis (SLC) išlieka 16 MB dydžio ir yra bendra visam lustui. Bendra L2 spartinančioji atmintis, skirta „super“ ir našumo branduolių klasteriams, padidėjo nuo 16 MB iki 20 MB, kad geriau aptarnautų šešis aktyvius vidutinio ir didelio našumo branduolius vietoje keturių. „Super“ branduoliai išlaikė jiems skirtą 1,5 MB privačią spartinančiąją atmintį. Šeši energiją taupantys branduoliai sugrupuoti į klasterį su nuosava spartinančiąja atmintimi ir mikroschemoje integruotu matricų greitintuvu (AMX). Jis leidžia atlikti nesudėtingus matematinius bei mažesnius dirbtinio intelekto uždavinius neaktyvinant didžiųjų branduolių.

„Apple“ siūlo skirtingos spartos atminties konfigūracijas pagal talpą. 16 GB konfigūracijose atminties pralaidumas siekia maždaug 153 GB/s – tiek pat, kiek panašiose M5 konfigūracijose. 24 GB ir 32 GB versijose naudojama greitesnė atmintis, todėl didžiausias pralaidumas gali siekti iki 170 GB/s. Pagrindinė atminties sąsaja išlieka 128 bitų magistralė, kurios „Apple“ nekeičia nuo M1 kartos.

Našumo testai, GPU, neuroninis variklis ir atnaujinimo rekomendacijos

Nepriklausomi testai rodo reikšmingą M6 pažangą, tačiau atskleidžia ir jo ribas. „Notebookcheck“ atliktuose „Geekbench 6.7“ testuose „Mac mini“ su M6 surinko 4698 balus vieno branduolio ir 21302 balus kelių branduolių teste. Palyginimui, M5 surinko 4326 ir 18054 balus, o M4 – 3655 ir 15128 balus. Šie rezultatai atitinka maždaug 8,6 proc. didesnį vieno branduolio našumą nei M5 ir 18 proc. pranašumą kelių branduolių užduotyse. „Notebookcheck“ „Cinebench 2024“ testuose M6 surinko 221 balą vieno branduolio ir 1468 balus kelių branduolių teste, o M5 – atitinkamai 200 ir 1172 balus. Tai reiškia maždaug 10,5 proc. ir 25,3 proc. pagerėjimą. „Notebookcheck“ taip pat nustatė, kad M6 vieno branduolio energinis efektyvumas siekia apie 15,2 „Cinebench“ balo vienam vatui, palyginti su 13,1 M5 luste.

Atnaujintos tiek grafikos, tiek dirbtinio intelekto galimybės. Integruotų GPU branduolių skaičius padidėjo nuo 10 iki 12. „Apple“ ir nepriklausomi testai rodo maždaug 30 proc. didesnį grafikos našumą nei M5 bei beveik 80 proc. pranašumą prieš M4 skaičiavimo galią ribojančiose užduotyse. Imituojamuose žaidimų testuose, kai GPU galios riba siekia 18 vatų, M6 vaizdo procesorius užtikrina našumą, panašų į integruoto „Intel Arc B390“ sprendimo, ir, kaip teigiama, šiuose testuose lenkia „Qualcomm Adreno“ klasės rezultatus.

„Apple“ padvigubino neuroninio variklio pajėgumą ne vien didindama vieno bloko dydį. M6 turi du 16 branduolių neuroninius modulius, kurių kiekvienas turi nuosavą spartinančiąją atmintį ir yra valdomas centrinio valdiklio, o M5 naudojo vieną 16 branduolių variklį. „Apple“ teigia, kad 14 colių „MacBook Pro“ vietinės dirbtinio intelekto užduotys gali būti vykdomos iki 25 proc. greičiau nei su M5, o dvigubas neuroninis variklis tam tikrose apkrovose gali būti iki 1,9 karto spartesnis. Praktiniuose kvantizuotų modelių išvadų testuose M6 konfigūracija parodė maždaug 35 proc. greitesnius rezultatus nei M5 ir apie 20 proc. greitesnius nei M5 Pro nurodytuose palyginimuose.

Nepaisant šių patobulinimų, M6 nėra besąlygiškas lyderis visose srityse. Kai kurie kelių branduolių „Geekbench 6.7“ testai rodo, kad „Qualcomm Snapdragon X2 Elite Extreme“ tam tikrais scenarijais gali pranokti M6. Dar svarbiau, kad 128 bitų atminties magistralė ir 32 GB bendrosios atminties riba riboja ilgalaikį našumą, kai vienu metu apkraunami CPU, GPU ir neuroniniai moduliai. Kai procesoriaus branduoliai, 12 branduolių GPU ir dvigubas neuroninis variklis vienu metu reikalauja prieigos prie bendro atminties kanalo, ribotas pralaidumas gali tapti kliūtimi dirbant su dideliais DI modeliais, sudėtingomis vaizdo įrašų laiko juostomis ir kitomis daug duomenų reikalaujančiomis užduotimis. Todėl M6 atrodo pritaikytas dideliam vietiniam našumui įprastose darbo eigose, o didžiausio pralaidumo ir atminties talpos reikalaujančios apkrovos paliekamos „Apple“ Pro ir Max silicio versijoms.

Vartotojams, svarstantiems atnaujinimą, perėjimas iš M1 ar M2 kartos „Mac“ kompiuterio į M6 sistemą reikš akivaizdų kartos šuolį vienos gijos našumo, grafikos spartos ir šiluminio efektyvumo srityse. M4 ar M5 sistemų savininkai M6 luste pastebės reikšmingą architektūrinę pažangą, tačiau realus pagerėjimas priklausys nuo to, ar jų darbo eigą riboja atminties pralaidumas. „Apple“ sąmoningai išlaikė siaurą atminties sąsają, kad atskirtų produktų lygius ir profesionalius naudotojus nukreiptų į brangesnius lustus su platesnėmis atminties magistralėmis.