En expert förklarar: Här är anledningen till att Apple M1-chippet kan vara början på något stort

Apple M1 har skapat ett integrerat chip med CPU, GPU och RAM allt packat i ett med ett litet fotavtryck med 5 nanometer tillverkning. Denna snäva integration i ett mindre utrymme gör det till det mest effektiva chipet som finns tillgängligt för konsumenter hittills.

Apple M1-datorchipsikonen under en virtuell produktlansering i Tiskilwa, Illinois, USA, tisdagen den 10 november 2020. (Bloomberg Foto: Daniel Acker)

Denna månad såg ytterligare en revolution inom datoranvändning. Den här gången har Apple gjort det utan sin huvudberättare Steve Jobs, och det är kanske därför Apple Silicon M1 har inte fångat lika mycket uppmärksamhet som vissa tidigare Apple-genombrott. Det är därför det är viktigt att förstå betydelsen av denna nya processor från Cupertino.

Ett CPU- eller mikroprocessorchip är hjärnan i vilken dator som helst. Intel är det mest populära CPU-märket idag, även om den moderna CPUn – en kombination av hårdvara och mjukvara – introducerades av IBM 1964 som System/360. Att introducera mjukvaruinstruktioner via Complex Instruction Set Computer (CISC) som finns i processorn var genombrottet då. I dessa tidiga dagar fanns det bara japaner som hade liknande teknik. 1968 började den japanska ingenjören Masatoshi Shima från Busicom designa en CPU som sedan togs över av Intel. De två företagen släppte tillsammans den första CISC-baserade 4-bitars Intel-processorn 1970, nästan sex år efter IBM.

Detta utlöste ett lopp i branschen för att skapa en ny kraftfull hjärn-CPU. IBM, Intel, Motorola, NEC, Zilog, Toshiba, Fujitsu och några fler kom in i detta lopp, som i första hand var begränsat till amerikanerna och japanerna. Japanerna var bra med elektronikhårdvara, tillverkningskapacitet medan amerikanerna hade mjukvara och enkel tillgång till kapital som sin fördel.

Det pågick ett parallellt race inom RAM-tekniken, den näst viktigaste komponenten i en dator. Men den hade ingen mjukvarukomponent och fördelen gick så småningom till japanerna och koreanerna.

CISC antogs och utvecklades av Intel och det utgjorde grunden för deras X86-arkitektur, som också används av AMD. 1984, baserat på IBM:s arbete, introducerade Stanford en ny, effektivare arkitektur med Reduced Instruction Set Computer (RISC). 1985 introducerades ARM (Acorn RISC Machine, senare ändrad till Advanced Risc Machine), en mycket betydande RISC-baserad framtidsarkitektur av Storbritannien-baserade Acorn Computers Ltd.

Nikhil Bhaskaran är grundare av startup Shunya OS, ett inbyggt AI-operativsystem för nästa generations enheter som ska lanseras 2021. Han är erkänd bland 40 globala innovatörer av ARM.

ARM är betydande av två skäl. För det första gjorde den inte processorer själv, den skrev bara programvaran för cpu och licensierade den. Så vilket företag som helst kan tillverka processorer med sin programvara. För det andra förbrukade den väldigt lite ström i jämförelse med Intel och CISC-baserade system.

Läs också | Varför Apple gör sina egna datorchips är en stor sak

Apple M1-chippet introducerades under en virtuell produktlansering den 10 november.

Men det här var Silicon Valleys storhetstid, när amerikanska pengar och mjukvarukraft drev datorindustrin. När Microsoft och Intel drev PC-revolutionen brydde de sig inte riktigt om koldioxidavtryck eller energieffektivitet. Sedan handlade det om att packa in fler transistorer i CPU:n och minska dess storlek för att få mer hastighet i mindre storlekar. Microsoft och Intel vann PC-racet utan att göra. Till och med Apple experimenterade kort med ARM, men misslyckades och ARM- och RISC-arkitekturen hamnade så småningom på baksidan.

camila banus ålder

Men tider förändras, situationer förändras. Steve Jobs gick in i historiens annaler när han introducerade en liten handhållen dator-cum-telefon, iPhone, som vände allt på huvudet. Helt plötsligt hade strömeffektivitet och batteritid för enheter blivit avgörande och detta fick Apple att välja ARM. Smartphones har samma arkitektur som en dator — en viktig CPU med RAM, GPU och lagring som hålls samman av ett operativsystem.

Smartphone-eran utlöste ett nytt CPU-race med alla från Apple till Qualcomm, Samsung, Huawei och Hitachi licensierade ARM-kärna för att göra sina egna CPU:er för smartphones. Allt eftersom smartphonesegmentet växte, introducerade ARM fler funktioner som gjorde det till en mycket kraftfull men ändå strömsnål arkitektur. Det pågick parallella tävlingar samtidigt för att skapa operativsystem och appar som synkroniserar med dessa enheter.

M1 har fyra högeffektiva kärnor och två högpresterande kärnor. (Bildkredit: Apple)

Så, hur är Apple M1 revolutionerande? M1 är resultatet av en omvänd störning med vad som har fungerat i smartphones som tagits till PC-industrin. M1 använder ARM och tar slutligen energieffektivitet till PC-domänen som var sen länge. Men hur är det med prestanda? Datorer behöver göra mycket mer samtidigt jämfört med smartphones. En PC:s systemprestanda beror inte bara på CPU:n och data måste utbytas i systemet mellan CPU, GPU och RAM. Alla dessa måste optimeras för systemets övergripande optimala prestanda. M1 har skapat ett integrerat chip med CPU, GPU och RAM allt packat i ett med ett litet fotavtryck med 5 nanometer tillverkning. Denna snäva integration i ett mindre utrymme gör det till det mest effektiva chipet som finns tillgängligt för konsumenter hittills. Tvärtom, Intel är fortfarande på en större 14 nm storlek för detsamma. Express Explained finns nu på Telegram

Finns det mer med M1?

Dessa system kommer också att ha artificiell intelligens (AI) inbyggd. AI härmar och skapar mänskliga hjärnliknande neurala nätverk i dessa chips. Detta är vad Apple kallar Bionic-processorer, eller Neural Processing Units (NPU) i mer tekniska termer. M1:s NPU gör den helt framtidsberedd samtidigt som den packar hela systemet optimalt i ett chip. Det är första gången i datorernas historia som en vanlig processor har ett komplett system på ett enda chip plus NPU för AI.

Är detta framtidens trend? Kommer fler och fler chips att integreras och strömsnåla? Kommer digital transformation med AI också att drivas av marknadsföring av stora företag för snabbhet. Kommer energieffektivitet och koldioxidavtryck återigen ta en baksätet? För svaren får vi vänta och se.

För första gången använder Apple en ARM-driven processor för att driva sina mest populära Mac-datorer: en MacBook Air, en 13-tums MacBook Pro och en Mac Mini

Men den här gången går loppet mellan Amerika och Kina. Kinesiska företag som Huawei, Bitmain och Phytium har sina egna integrerade chips baserade på ARM. Kineserna satsar på effektivitet till ett lägre pris medan amerikanska företag använder sin marknadsföringskraft för att fascinera oss med de senaste möjligheterna.

Var står Indien i allt detta?

Robin quivers nettovärde

Indien har Shakti. Designad av IIT Madras, det är ett CPU-chip som använder RISC V, vilket inte är samma RISC som används av ARM. Medan Apple M1 är på 5 nm, Intel på 14 nm, är Shakti på 22 nm. Så Indien har fortfarande en lång väg kvar att gå och det kan vara bättre för landet att fokusera på mjukvara och leda loppet som också är en del av hårdvaruområdet.

Missa inte från Explained | Royal Society avtäcker porträtt av astrofysikern Jocelyn Burnell. Här är varför hennes upptäckt av pulsarer var betydande

Dela Med Dina Vänner: