⛲️ ⚠️ 👩🏼‍🏫 ¿Por qué el chip M1 de Apple es tan rápido? 👲🏿 💼 🛀🏻

La experiencia de usar nuevas amapolas con M1 comienza a salpicar la i. Estos chips son rápidos. Muy rapido. ¿Pero por qué? Cual es la magia?

Vi un video en Youtube donde el autor compró el iMac el año pasado con la configuración máxima. Una máquina con más de 40 Gb de RAM le costó alrededor de $ 4000. Observó con incredulidad cómo su iMac hiper costoso volaba en pedazos por un nuevo Mac mini con un M1 a bordo, que costaba alrededor de $ 700.

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, “What Does RISC and CISC Mean in 2020?“. , CPU, :

ISA
(Pipelining)
(load/store)
vs -

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CPU?

, Intel AMD, CPU. “RISC vs CISC”, , .

Chip RISC muy simple, no M1. Las instrucciones pasan de la memoria a lo largo de las líneas azules a los registros. El decodificador detecta qué es cada instrucción y activa diferentes partes de la CPU a través de las líneas rojas. ALU suma y resta números de registros. — RISC , 1. . , , CPU . ALU .

CPU - , , , - ALU. ALU , . , CPU. , , . , RISC , 1 :

load r1, 150
load r2, 200
add  r1, r2
store r1, 310

r1

r2

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, 200 r2

. add

.

Una vieja calculadora mecánica con dos registros: un registro para almacenar el resultado (el acumulador) y un registro para la información de entrada. Las CPU modernas tienen más de una docena de registros y son digitales, no mecánicas. — : (the accumulator) . CPU , .

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M1 -

, : 1 - CPU. , . CPU - . , 1 - . CPU, GPU, , / , . (system on the chip, SoC).

M1 es un sistema en un chip. Esto significa que todo lo que necesita para su computadora ya está en el chip. — 1- . , - .

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Un ejemplo de placa base. La memoria, la CPU, la tarjeta gráfica, los controladores de E / S, la tarjeta de red y muchos otros componentes están conectados a la placa base para comunicarse entre sí. — . , CPU, , /, .

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Apple

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Apple . , 1 :

CPU - “” .
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(digital signal processor, DSP) - , , .
(Neural processing unit, NPU) - , AI.
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(Unified memory) - .

, , 1, . , , . Mac mini 1 , , iMac Intel 1. (heterogeneous) : Apple M1 foreshadows Rise of RISC-V.

(UMA) Apple?

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(UMA) Apple . :

CPU GPU. . , .
Apple , . (low latency and high throughput). , .
Apple GPU, . ARM , , Intel AMD.

, UMA - , . , , -, , CPU GPU. , , Nvidia , . Nvidia “ ” - , CPU GPU. Apple Nvidia , .

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SoC “”, Intel AMD ?

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ARM , , . ARM SoC , . GlobalFoundries TSMC, AMD Apple.

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Apple - . , , Core ML . , Core ML CPU Apple (Neural Engine).

CPU

(heterogeneous computing) - . 1, Firestorm, . ARM , Intel AMD.

Firestorm Intel AMD - Ryzen. , . , Firestorm , . , :

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El procesador ARM Ampere Altra Max tiene muchos núcleos físicos a bordo y fue diseñado específicamente para la computación en la nube. — ARM Ampere Altra Max .

ARM 128- . “”. , 1 , . Are Servers Next for Apple?.

Apple . , - . , . .

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Out-of-Order

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Robots en el almacén de la tienda online Komplett.no, Noruega. — - Komplett.no, .

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01: mul r1, r2, r3    // r1 ← r2 × r3
02: add r4, r1, 5     // r4 ← r1 + 5
03: add r6, r2, 1     // r6 ← r2 + 1

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r1

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CPU , , , - , . , . , , .

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ISA -

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x86 :

MOV ax, 24

x86 ax

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LDR r0, 24

Intel AMD x86 , 1 Apple - ARM. , . - (micro-ops, μops). Out-of-Order .

? , . , ARM 32 ( 32 : 0 1), - . .

01: mul r1, r2, r3    // r1 ← r2 × r3
02: add r4, r1, 5     // r4 ← r1 + 5
03: add r1, r2, 1     // r1 ← r2 + 1

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-, . ARM - .

CPU - , - - . ISA . , -. “” , .

CISC , -, . . RISC . , ARM -. .

Intel AMD 1?

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Intel AMD ?

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, x86 , . , . Intel AMD : , . , . , - . Apple . , 4 - Intel AMD.

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, 86 Intel AMD. , 15 - , , .

AMD Zen3 , ?

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Apple ? - . Apple - , Intel AMD. , Firestorm Zen3, Zen3 . Apple .

Apple , , , .

, AMD Intel :

-, (heterogenous computing) SoC .
CISC , Out-of-Order.

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Intel AMD, Apple , , . , . , . , , Apple, , , .

¿Por qué el chip M1 de Apple es tan rápido?