Chip M2 de Apple: potencia sin sacrificar la vida de la batería

Desde que fue lanzado en su tiempo los primeros Mac integrando el chip M1 en otoño de 2020, sabíamos que fue todo un éxito en el mercado de los ordenadores. Apple ya tomó toda la arquitectura básica del A14 (que se encuentra en el iPhone 12). Sin embargo, hora debió escalarla a niveles de portátil, ultra portátil y arrasó con la competencia. Ahora llega con una mejora realmente importante respecto a la generación anterior.

Era rápido, bastante más de lo que se creía, ofreciendo una duración de la batería sorprendentemente buena. Debido al M1 Pro y el M1 Max en 2021, Apple amplió la arquitectura a los portátiles de alto rendimiento (y presumiblemente a los próximos ordenadores de sobremesa), y volvió a ser el procesador con el que se compraban a todos los demás.

Ahora, los únicos chips que superan al chip M1 Max son los procesadores Alder Lake de Intel. Estos con un montón de advertencias sobre una enorme disparidad con el consumo de energía que sólo funcionan a toda velocidad cuando están enchufados. También mencionar que se apoyan con una GPU Nvidia de alta potencia.

Entonces qué hace Apple para repetir? El M1 ya casi un año y medio de antigüedad, por lo que es el momento para dar paso al sucesor. Suponemos que se llamará directamente al chip M2 de Apple. Aunque nunca sabemos realmente lo que Apple tiene realmente planeado, hasta que se anuncien los productos (ya sea en marzo o en la WWDC de junio, incluso a finales de otoño). Sin embargo, veremos las posibilidades sobre lo que podemos esperar del M2 y también sobre lo que podría suceder con el chip M2 Max.

M2 será como el A15 fue A14

El M1 actualmente se basa en la arquitectura básica del A14, pero ampliada con el doble de núcleos de CPU de alto rendimiento (cuatro en lugar de dos) y el doble de núcleos de GPU (ocho en lugar de cuatro). Es ahora a falta de una mejor explicación, el “A14X” que de otro modo habría estado en el iPad Pro.

Al tratar de predecir las características y el rendimiento del chip M2 por Apple, podríamos partir de la base de que todo seguirá el patrón similar, sólo que esta vez con el A15. Es decir, la misma arquitectura con el doble de núcleos de alto rendimiento y núcleos de GPU. También hay que tener en cuenta que el A15 tiene en realidad cinco núcleos de GPU, ahora con el quinto habilitado solo en los modelos de iPhone 13 Pro.

Además teniendo expectativas del rendimiento, pensemos que podría tener una duplicación para 10 núcleos, lo que concuerda con múltiples rumores sobre la configuración del M2. Para el chip M2 Max, podríamos suponer el mismo escalado que en el chip M1 al chip M1 Max. Los núcleos de la CPU se cambiarán por una configuración de 2 y 8 núcleos de rendimiento, y los núcleos de la GPU se cuadruplicarán con respecto al chip base del M1 (Dando un total de 40).

Mejoras en el proceso de fabricación

Antes de llegar a las cifras por mencionar, debemos hablar sobre que se espera de el chip M2 se fabrique en el proceso N4P de TSMC, que es una forma mejorada del proceso de 5nm en el que se fabricaron el A14 y el chip M1. TSMC afirma que puede funcionar hasta un 11% más rápido con la misma potencia, o bien utilizar un 22% menos de energía con el mismo rendimiento. No se sabe realmente si esto se traducirá en una mayor velocidad de reloj, ahora una mejor duración de la batería o un poco de ambas cosas. Pero todo depende de la configuración particular de Apple, además de que la duración de la batería está sujeta a un amplio numero de variables, por ejemplo la eficiencia energética de la pantalla.

Las predicciones de rendimiento no tienen realmente en cuenta el adicional derivado de las mejoras en el proceso de fabricación. Esto quiere decir no hay forma de cuantificar de forma realista cuál podría ser. Es bastante razonable esperar que las cifras aquí proporcionadas sean probablemente un poco más bajas de lo que Apple podría exprimir durante el proceso N4P. Igualmente vimos una gran mejora en la duración de la batería de los teléfonos iPhone 13 con el A15, por lo que es posible que Apple priorice la longevidad en las MacBooks que utilizan estos chips.

Estimaciones posibles de la CPU del chip M2 y el M2 Max

Empezamos por analizar cuánto más rápido podría ser el A15 que el A14, que tiene una configuración similar de cuatro núcleos de CPU y dos de rendimiento, además de una serie de mejoras en la arquitectura. En total, el rendimiento de un sólo núcleo del A15 es aproximadamente un 7 por ciento superior al del chip A14.

La puntuación multinúcleo es mucho mayor. Como podemos evidenciar, es un 20 por ciento encima, a pesar de tener la misma configuración de núcleos. Es probable que Apple haya introducido mejoras en la arquitectura para mejorar el uso de todos los núcleos a la vez. Las mejoras en el proceso de fabricación permitirán mantener velocidades más altas cuando todos lo núcleo están activos.

Si bien, ahora tomamos las puntuaciones de los chips M1 Y M1 Max y les añadimos ese mismo aumento de rendimiento, obtendríamos unas cifras impresionantes. También es probable que el rendimiento de un sólo núcleo supere los 1,800 en Geekbench 5, lo que está a la altura del próximo chip Core i9 Alder Lake de Intel para portátiles de alto rendimiento.

Esta es la puntuación multinúcleo de la que podría ponerse muy interesante. Los rumores dicen que el chip M2 tendrá la misma disposición de cuatro núcleos de eficiencia y cuatro de rendimiento en comparación al chip M1. Mientras tanto el chip M2 Max sigue con cuatro núcleos de eficiencia y ocho de rendimiento, similar al chip M1 Max.

Esto podría generar puntuaciones ligeramente inferiores a 9,000 para el chip M2 (aún no es tan rápido como el chip M1 Max, gracias a que ese chip tiene ocho núcleos de alto rendimiento). Es una puntuación excelente para portátiles ultra portátiles como el MacBook Air. Sin embargo, una puntuación muy superior a 14,000 para el chip M2 Max lo situaría por delante del Core i9 Alder Lake más rápido de Intel. Este tiene 14 núcleos (seis de rendimiento y ocho de eficiencia). Es probable que el chip M2 Max consiga esas ganancias de rendimiento con una fracción de la potencia.

Chip M2 y M2 Max: Estimaciones

Al igual que con algunas proyecciones sobre la CPU, estimamos como el rendimiento gráfico del chip M2. Simplemente observando el aumento de rendimiento del A14 al A15 (en los modelos iPhone Pro), asumiendo que el mismo aumento del chip M1 al M2. El A15 tiene un 25 por ciento más de núcleos de GPU que el A14, es decir cinco en lugar de cuatro. Sin embargo, el núcleo extra sólo está habilitado en los teléfonos del iPhone 13 Pro. Se rumorea que el chip M2 pasará de un máximo de ocho núcleos de GPU a 10, así como el chip M2 Max de 32 a 40, manteniendo esta proporción intacta.

La prueba Sling Shot de 3DMark está un poco anticuada, pero sigue siendo una medida razonablemente útil de rendimiento de la GPU cuando se ejecutan tecnologías gráficas más sencillas y antiguas. El A15 es un 24% más rápido que el A14. Esto se debe a que tiene un 25 por ciento más de núcleos y a algunas mejoras arquitectónicas.

Sin embargo, por desgracia, la prueba de Sling Shot sólo está disponible para plataformas móviles. Esto significa que no podemos probarlo en el chip M1 Max, ya que ese chip sólo está disponible en los MacBooks. Pero esto como el chip M1 se puede encontrar en el iPad Pro. Ahora es útil pero algo anticuado el benchmark en el chip M1 y suponer que podríamos ver una puntuación superior a 10,000 con el chip M2, que fácilmente pondría en aprietos a cualquier otra tableta moderna.

Una prueba multiplataforma más moderna es la nueva Wild Life de 3DMark. En la versión más exigente de esta prueba, el A15 es un 30% más rápido que el A14.

Al pasar al chip M2 y al M2 Max, podríamos esperar más de 6,000 para el chip de menor rendimiento, más de 26,000 para el procesador más potente de Apple. Este merece más la pena tener en cuenta esta última puntuación, ya que se acerca bastante a la variante móvil de la GeForce GTX 3070.

A pesar de que este aumento de rendimiento colocaría al chip M2 Max a la altura de una GPU discreta para móviles de gama bastante alta. Sigue sin ser aún así ni la mitad del rendimiento de una GPU de sobremesa de gama alta. Lo que es más importante, las GPU de gama alta de AMD y Nvidia (y la próxima serie Arc de Intel) incorporan entonces el trazado de rayos acelerado por hardware, algo que hasta ahora no tienen las GPU de Apple. Aunque aún así es probable que la compatibilidad con esta función tendrá que producirse tarde o temprano. Apple ya lleva años de retraso con respecto a la competencia en este aspecto, y no es probable que mejore este año.

Más consideraciones: Motor neuronal, codificador de vídeo, memoria

Aunque la CPU y la GPU son fáciles de cuantificar, no son las únicas partes importantes del sistema en chip de Apple. La memoria RAM es, por supuesto, muy importante. Esperamos entonces que el LPDDR5 de alta velocidad vuelva a ocupar un lugar destacado en estos chips. Esta ofrece la combinación adecuada de rendimiento y eficiencia energética. Apple ha hecho un gran trabajo asegurándose de que sus chips tienen suficiente ancho de banda de memoria para utilizar plenamente sus núcleos de CPU y GPU.

El Neural Engine, un bloque de procesador personalizado diseñado para acelerar el aprendizaje automático y las tareas de IA. Aunque el A15 tienen un Neural Engine de 16 núcleos al igual que el A14. Esto ha sido rediseñado para mejorar su eficiencia y poder realizar más de un 40% más de operaciones por segundo. Esperamos que este mismo motor neuronal dé el salto al chip M2 con Apple.

Por último, el A15 cuenta con un motor de procesamiento de vídeo mejorado, que acelera la decodificación y codificación de vídeo. El chip M1 y el M1 Pro tienen uno de ellos, mientras que el chip M1 Max tiene dos. No nos sorprendería que esto continuara con el chip M2 de Apple. Tienen un único motor de vídeo mejorado en el chip M2 y el M2 Pro, así como en el M2 Max. Estaría bien ver más mejoras en este aspecto, ya que los Mac se utilizan a menudo como máquinas de producción de vídeo. En particular, los SoCs de Apple todavía no tienen soporte de hardware para el código AV1 (ni codificación, ni decodificación). Sería buena estrategia ver que se añadiera en la versión del motor de procesamiento de vídeo del M2.

Expectativas generales

Podría ser emocionante pensar que el chip M2 supondría una gran revolución arquitectónica para Apple. Lo más probable es que lleve adelante la tecnología del A15 exactamente de la misma manera que el M1 deriva del A14. Quizás Apple desvíe aún más el silicio de su Mac de la arquitectura de la serie A en el futuro. Sin embargo, en su segunda generación de chips, con el A15 escalado exactamente de la misma manera.

Las limitaciones de rendimiento variarán mucho en función de la tarea o el punto de referencia en cuestión. Pues así como factores de rendimiento de los SSD y la refrigeración que siempre influyen. En términos generales, podría ser razonable esperar una mejora del rendimiento de la CPU de aproximadamente un 20 por ciento (menos de un 10 por ciento en un sólo núcleo). Mientras tanto la adición de núcleos adicionales hará que el rendimiento de la GPU aumente alrededor de un 30 por ciento. Estas mejoras irán acompañadas de un mayor rendimiento en el aprendizaje automático y la codificación del vídeo.

 

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