Sérfræðingur útskýrir: Hér er ástæðan fyrir því að Apple M1 flísinn gæti verið upphafið að einhverju stóru

Apple M1 hefur búið til samþættan flís með örgjörvanum, GPU og vinnsluminni allt saman í einn með pínulitlu fótspori með því að nota 5 nanómetra tilbúning. Þessi þétta samþætting í minna fótspor gerir það að skilvirkasta flís sem völ er á fyrir neytendur til þessa.

Apple M1 tölvukubbettáknið við kynningu á sýndarvöru í Tiskilwa, Illinois, Bandaríkjunum, þriðjudaginn 10. nóvember, 2020. (Bloomberg mynd: Daniel Acker)

Í þessum mánuði varð önnur bylting í tölvumálum. Að þessu sinni hefur Apple gert það án aðalsagnfræðingsins Steve Jobs, og það er kannski ástæðan fyrir því Apple Silicon M1 hefur ekki vakið eins mikla athygli og nokkur fyrri bylting Apple. Þess vegna er mikilvægt að skilja mikilvægi þessa nýja örgjörva frá Cupertino.

CPU eða örgjörvi flís er heili hvers tölvu. Intel er vinsælasta CPU vörumerkið í dag, þó að nútíma CPU - sambland af vélbúnaði og hugbúnaði - var kynnt af IBM árið 1964 sem System/360. Það var byltingin að kynna hugbúnaðarleiðbeiningar í gegnum Complex Instruction Set Computer (CISC) sem býr í örgjörvanum. Á þessum fyrstu dögum voru bara Japanir sem höfðu svipaða tækni. Árið 1968 byrjaði japanski verkfræðingurinn Masatoshi Shima frá Busicom að hanna örgjörva sem síðan var tekinn yfir af Intel. Fyrirtækin tvö gáfu í sameiningu út fyrsta CISC-undirstaða 4-bita Intel CPU árið 1970, næstum sex árum eftir IBM.

Þetta kom af stað kapphlaupi í greininni um að búa til nýjan öflugan heila CPU. IBM, Intel, Motorola, NEC, Zilog, Toshiba, Fujitsu og nokkrir til viðbótar komust í þessa keppni, sem var fyrst og fremst bundin við Bandaríkjamenn og Japana. Japanir voru góðir með rafeindabúnað, framleiðslugetu á meðan Bandaríkjamenn höfðu hugbúnað og greiðan aðgang að fjármagni sem kostur.

Það var samhliða kapphlaup að gerast í vinnsluminni tækni, annar mikilvægasti hluti tölvu. En það hafði engan hugbúnaðarhluta og forskotið fór að lokum til Japana og Kóreumanna.

CISC var samþykkt og þróað af Intel og það var grunnurinn að X86 arkitektúr þeirra, einnig notaður af AMD. Árið 1984, byggt á vinnu IBM, kynnti Stanford nýja skilvirkari arkitektúr Reduced Instruction Set Computer (RISC). Árið 1985 var ARM (Acorn RISC Machine, síðar breytt í Advanced Risc Machine), mjög mikilvægur RISC-byggður arkitektúr framtíðarinnar, kynntur af Acorn Computers Ltd í Bretlandi.

Nikhil Bhaskaran er stofnandi sprotafyrirtækisins Shunya OS, innbyggt gervigreindarstýrikerfi fyrir næstu kynslóð tækja sem á að koma á markað árið 2021. Hann er viðurkenndur meðal 40 alþjóðlegra frumkvöðla af ARM.

ARM er mikilvæg af tveimur ástæðum. Í fyrsta lagi bjó það ekki til örgjörva sjálft, það skrifaði aðeins hugbúnaðinn fyrir örgjörva og veitti honum leyfi. Svo hvaða fyrirtæki sem er gæti búið til örgjörva með því að nota hugbúnaðinn sinn. Í öðru lagi neytti það mjög lítið afl í samanburði við Intel og CISC byggt kerfi.

Lestu líka | Hvers vegna Apple gerir sína eigin tölvukubba er stórt mál

Apple M1 flísinn var kynntur á sýndarvörukynningu þann 10. nóvember.

En þetta voru blómatímar Silicon Valley, þegar bandarískir peningar og hugbúnaðarvald ráku tölvuiðnaðinn. Þegar Microsoft og Intel ráku tölvubyltinguna var þeim ekki alveg sama um kolefnisfótspor eða orkunýtingu, þá snerist allt um að pakka fleiri smára inn í örgjörvann og minnka stærð hans til að fá meiri hraða í minni stærðum. Microsoft og Intel unnu PC kappaksturinn ósigrandi. Jafnvel Apple gerði stutta tilraunir með ARM, en mistókst og ARM og RISC arkitektúr enduðu að lokum á bakbrennaranum.

En tímarnir breytast, aðstæður breytast. Steve Jobs gekk inn í annál sögunnar þegar hann kynnti lítinn handtölvu-ásamt síma, iPhone, sem setti allt á hausinn. Allt í einu var orkunýting og rafhlaðaending tækja orðið lykilatriði og þetta varð til þess að Apple valdi ARM. Snjallsímar hafa sama arkitektúr og tölvu - mikilvægur örgjörvi með vinnsluminni, GPU og geymslu sem er haldið saman af stýrikerfi.

Snjallsímatímabilið hrundi af stað nýju CPU-kapphlaupi með öllum frá Apple til Qualcomm, Samsung, Huawei og Hitachi sem leyfi ARM kjarna til að búa til sína eigin örgjörva fyrir snjallsíma. Eftir því sem snjallsímahlutinn stækkaði, kynnti ARM fleiri eiginleika sem gera hann að mjög öflugum en samt aflhagkvæmum arkitektúr. Það voru samhliða keppnir á sama tíma til að búa til stýrikerfi og öpp sem samstilla við þessi tæki.

M1 hefur fjóra afkastamikla kjarna og tvo afkastamikla kjarna. (Myndinnihald: Apple)

Svo, hvernig er Apple M1 byltingarkennd? M1 er afleiðing af öfugri truflun á því sem hefur virkað í snjallsímum sem eru fluttir í tölvuiðnaðinn. M1 notar ARM og færir loksins orkunýtni inn á tölvulénið sem var löngu tímabært. En hvað með frammistöðuna? Tölvur þurfa að gera miklu meira samtímis miðað við snjallsíma. Kerfisframmistaða tölvu fer ekki bara eftir örgjörvanum og gögnum þarf að skiptast á í kerfinu á milli örgjörva, GPU og vinnsluminni. Allt þetta þarf að fínstilla fyrir bestu frammistöðu kerfisins í heild. M1 hefur búið til samþættan flís með örgjörvanum, GPU og vinnsluminni allt saman í einn með pínulitlu fótspori með því að nota 5 nanómetra tilbúning. Þessi þétta samþætting í minna fótspor gerir það að skilvirkasta flís sem völ er á fyrir neytendur til þessa. Þvert á móti er Intel enn í stærri 14 nm stærð fyrir það sama. Express Explained er nú á Telegram

Er eitthvað meira við M1?

Þessi kerfi munu einnig hafa gervigreind (AI) innbyggða. AI líkir eftir og skapar tauganet sem líkjast mannsheila í þessum flísum. Þetta er það sem Apple kallar Bionic örgjörva, eða Neural Processing Units (NPU) í meira tæknilegu tilliti. NPU M1 gerir það að fullu tilbúið til framtíðar á meðan öllu kerfinu er pakkað á sem bestan hátt í einn flís. Það er í fyrsta skipti í sögu tölvunnar sem almennur örgjörvi er með fullt kerfi á einni flís auk NPU fyrir gervigreind.

Er þetta þróun framtíðarinnar? Munu fleiri og fleiri flís verða samþættir og orkusparandi? Verður stafræn umbreyting með gervigreind einnig knúin áfram af markaðssetningu stórfyrirtækja fyrir hraða. Mun orkunýting og kolefnisfótspor taka aftur sæti? Fyrir svörin verðum við að bíða og sjá.

Í fyrsta skipti notar Apple ARM-knúinn örgjörva til að knýja vinsælustu Mac-tölvana sína: MacBook Air, 13 tommu MacBook Pro og Mac Mini

Að þessu sinni er kapphlaupið á milli Ameríku og Kína. Kínversk fyrirtæki eins og Huawei, Bitmain og Phytium hafa sína eigin samþætta flís byggða á ARM. Kínverjar veðja á hagkvæmni á lægra verði á meðan bandarísk fyrirtæki nota markaðsstyrk sinn til að dáleiða okkur nýjustu möguleikunum.

Hvar stendur Indland í þessu öllu?

Indland hefur Shakti. Hannað af IIT Madras, það er örgjörva-eingöngu flís sem notar RISC V, sem er ekki sami RISC og notaður er af ARM. Á meðan Apple M1 er á 5nm, Intel á 14nm, er Shakti á 22nm. Þannig að Indland á enn langt í land og það gæti verið betra fyrir landið að einbeita sér að hugbúnaði og leiða kapphlaupið sem er einnig í vélbúnaði.

Ekki missa af frá Explained | Royal Society afhjúpar mynd af stjarneðlisfræðingnum Jocelyn Burnell. Hér er ástæðan fyrir því að uppgötvun hennar á tjaldstjörnum var mikilvæg

Deildu Með Vinum Þínum: