Silicon da Apple, Rosetta, M1, M2, M3, SoC Por que esses termos são importantes para todo comprador de computador
O poderoso Silicon da Apple Entenda a importância dos termos Rosetta, M1, M2, M3, SoC para os compradores de computadores
Apple Silicon, SoC, Rosetta 2, M1, M2, M3, Pro, Max e Ultra… Se você está interessado em Macs, provavelmente já ouviu um ou mais desses termos. Mas a menos que você esteja acompanhando de perto o progresso técnico da Apple, pode não ficar claro o que todos eles significam e por que são importantes para suas futuras decisões de compra.
Neste artigo, eu respondo a uma pergunta relativamente comum dos leitores: O que tudo isso significa?
Também: Obtenha o MacBook Pro M3 para um desktop móvel extremo. Todos os outros, vejam o MacBook Air M2
Entendendo o CPU
Um computador – seja Mac, PC, máquina Linux, Raspberry Pi ou até mesmo o cérebro embutido em seu micro-ondas – consiste em um conjunto de componentes. Alguns gerenciam a entrada, obtendo dados na máquina. Alguns gerenciam a saída, apresentando essas informações a você ou realizando uma tarefa (como estourar pipoca ou exibir imagens realistas em seu jogo de vídeo). Alguns componentes armazenam informações, temporária ou permanentemente. Alguns gerenciam conexões com uma ou mais redes (Ethernet, Bluetooth, Wi-Fi).
Também: O iMac M3 da Apple decepciona os admiradores da tela de 27 polegadas
- Domine o seu Mac com estes gestos super deslizantes
- Os novos monitores UltraSharp da Dell têm uma grande inovação | ENBLE
- Reino Unido investe £225M para criar um dos supercomputadores de IA...
O processador – a unidade central de processamento (ou CPU) – orquestra todos esses elementos. A CPU processa sequências de instruções, realiza cálculos, toma decisões e faz com que os dados se movam. Na prática, os computadores modernos possuem muitos processadores, mas alguns são usados para cálculos de propósito especial (como sua GPU para gráficos). Mas basicamente, no centro de tudo está a CPU.
De maneira geral, quanto mais rápido o CPU, mais rápido o computador. Isso é uma simplificação extrema porque mesmo que um CPU super-rápido possa processar instruções e cálculos em velocidade warp, se levar uma eternidade para o barramento do sistema mover os dados, não importa. É como dirigir um Koenigsegg Agera RS na hora do rush. O carro pode ser um dos carros mais rápidos do mundo, mas se a estrada estiver congestionada, ele não vai a lugar algum.
Também: O chip M3 da Apple obsoleta o M1 e o M2? A hora de fazer o upgrade
Na realidade, o equilíbrio é importante. Se você já montou um PC, provavelmente sabe que não faz sentido combinar uma GPU de alto desempenho com um CPU medíocre, porque o CPU vai sobrecarregar os gráficos. Não faz sentido combinar um CPU super-rápido com uma memória média genérica, porque o barramento da memória não será capaz de lidar com o que o CPU exige.
Essa questão de equilíbrio é, na verdade, parte do que tornou os dispositivos da Apple tão bem-sucedidos. Porque a Apple (com algumas exceções limitadas) sempre controlou a combinação de componentes do dispositivo inteiro, a empresa tem conseguido equilibrar bem o desempenho. Para máquinas rápidas, isso significa componentes de ponta. E isso significa economizar dinheiro em peças que não seriam totalmente utilizadas em máquinas mais lentas.
Cada CPU é composto por um ou mais núcleos em quase todas as máquinas, exceto as mais simples. Os núcleos são, na verdade, as unidades de processamento. Um CPU com vários núcleos possui um aspecto de gerenciamento de tráfego que gerencia o fluxo de instruções para cada núcleo.
Múltiplos núcleos podem aumentar consideravelmente o desempenho para problemas que podem ser divididos em processos paralelos. Muitos processos modernos funcionam bem em paralelo, especialmente gráficos, processamento de dados, IA, ML e tarefas relacionadas à RA.
CPU vs. SoC
Ok, vamos revisar: um computador é composto por muitos componentes, a maioria dos quais são circuitos integrados (também chamados de chips). Muitos computadores também têm vários processadores. Até agora, mencionei a CPU (unidade central de processamento) e a GPU (processador gráfico).
Alguns modelos de Mac incluem processadores adicionais especializados, como o Neural Engine (para IA e aprendizado de máquina) e um motor de mídia (para codificação e decodificação de vídeo não relacionado a jogos).
Por muitos anos, a maioria dos computadores poderosos era composta por todos os vários chips do sistema localizados como pacotes separados, soldados a uma placa-mãe. Alguns dos componentes, como memória e placas adicionais, podiam ser inseridos através de conectores na placa. Isso permitia escalabilidade e flexibilidade, mas havia desafios de calor e velocidade de propagação com pacotes discretos separados soldados a uma placa. Muitas pessoas que montavam seus próprios PCs estão familiarizadas com essa arquitetura.
Também: Profissionais devem comprar o MacBook Pro M3 mais barato da Apple por um único motivo
A arquitetura SoC (ou sistema em um chip) é diferente. Embora as primeiras implementações de SoC fossem feitas para relógios de LED na década de 1970, eles não tinham processadores. Em vez disso, os SoCs modernos podem ser rastreados até a década de 1990. Foi quando as máquinas de fabricação de chips evoluíram a ponto de poder criar componentes pequenos o suficiente para conter um sistema inteiro em um único dado. (Um dado é o material semicondutor real que realiza o trabalho. A maioria das pessoas pensa que um chip é tecnicamente um pacote que contém um dado – às vezes mais de um – e os fios para conectar o dado ao resto do sistema. O chip, na verdade, é o dado dentro.)
Ao contrário do modelo motherboard/CPU/memória comum dentro da maioria dos PCs, iPhones e os Macs mais recentes são baseados em SoCs. Estes são chips que contêm não apenas o processador (ou processadores), mas também memória, comunicações, armazenamento flash e muito mais – tudo dentro de um único pacote.
Também: Imersão profunda no A17 Pro: Uma análise do novo chip iPhone 15 Pro da Apple
Os SoCs têm enormes benefícios de desempenho porque todos os impulsos elétricos têm que percorrer distâncias muito menores. Por serem distâncias mais curtas, a corrente utilizada pode ser consideravelmente menor. E como a corrente é menor, menos energia é usada. Menos energia usada significa menos calor e maior vida útil da bateria.
Somente quando os SoCs puderam ser fabricados com sucesso com dezenas de bilhões de transistores é que eles se tornaram adequados para computadores pessoais de alto desempenho. Agora eles podem, então eles são.
Apple Silicon
Você já ouviu dizer que a Apple parou de construir Macs baseados em Intel e, em vez disso, os está construindo com base em algo chamado Apple Silicon. Os chips são feitos de silício (número 14 da Tabela Periódica, símbolo Si). Então Apple Silicon são chips de silício da Apple. Mas o que isso realmente significa?
As CPUs da Intel são frequentemente chamadas de chips x86 porque são derivadas da arquitetura e conjunto de instruções 8086. Os primeiros PCs foram construídos usando os processadores 8088 e 8086, lá no final da década de 1970. Desde então, houve numerosas gerações (tanto pela Intel quanto pela AMD), culminando no Arrow Lake da Intel em 2023.
Também: Apple M3, M3 Pro e M3 Max chipsets: Tudo o que você precisa saber
A linha de computadores Mac da Apple pulou quatro vezes de família de chips separadas. O Mac 128 original introduzido em 1984 usava um processador 68000. A Apple permaneceu com a família 68K por 10 anos, depois saltou para o processador PowerPC em 1994. A Apple permaneceu com os Macs baseados em PowerPC por 12 anos, depois passou para chips Intel padrão em 2006. Isso marcou o início da era Hackintosh, porque a maioria dos Macs eram geralmente compatíveis com componentes de arquitetura de PC padrão.
Então, em 2020, a Apple lançou o Apple Silicon, uma arquitetura de chip baseada em ARM, o tipo de processador usado na maioria dos smartphones, incluindo iPhones. Na verdade, os chips da série A, como o A17 Pro usado nos iPhones 15 Pro, usam uma arquitetura de chip semelhante aos Apple Silicon M1 e M2 nos Macs e iPad Pros atuais.
Para quase todas as atividades, os Macs baseados em Apple Silicon superam em muito seus equivalentes baseados em Intel em termos de desempenho, vida útil da bateria e calor. Os Macs baseados em Silicon da Apple são uma vitória incontestável tanto para a Apple quanto para seus clientes.
Também: Apple Silicon e o surgimento da ARM: Como a mudança do processador do Mac pode mudar o mundo
São uma vitória para a Apple porque a empresa não precisa mais depender da Intel para seus chips. É justo dizer que a Apple ainda não fabrica seus próprios chips. Também não fabrica seus próprios iPhones. A empresa depende de uma vasta cadeia de suprimentos para produzir as quantidades que vende. Mas a empresa agora projeta seus próprios chips para o Mac. Ao remover sua dependência das equipes de inovação da Intel, a Apple pode projetar esses componentes de acordo com suas prioridades específicas. O resultado é evidente.
No entanto, a transição para o Silicon foi uma vitória para a Apple e seus clientes apenas por causa de algo chamado Rosetta 2.
Rosetta 2
Intel x86 e Apple Silicon ARM são duas arquiteturas muito diferentes. Isso significa que eles processam dados de maneiras muito diferentes e usam instruções diferentes para fazê-lo.
Todos os principais aplicativos são construídos usando código de computador. Os programadores escrevem código em uma linguagem de alto nível – basicamente, uma linguagem que os humanos podem ler, depurar e manter. Mas para um processador, essa linguagem legível por humanos é altamente ineficiente, então o código é convertido em código de máquina.
Também: M3 Apple silicon está aqui, e há mais do que apenas novos laptops e all-in-ones
O código de máquina não possui as facilidades das linguagens de alto nível que tornam legíveis e mantíveis por humanos. Ainda assim, os chips de processador o entendem e podem executá-lo muito mais rapidamente do que o código legível por humanos. Quando você instala um programa em seu computador, geralmente está instalando código compilado – código que foi traduzido para ser lido pelo processador, não por você ou por um programador.
Até 2020, a maioria dos aplicativos Mac era distribuída com código compilado para processadores Intel. Se esse código fosse entregue a um Mac baseado em Apple Silicon, o processador M1, M2 ou M3 não seria capaz de fazer nada com ele. O computador responderia com a versão do “Eh?” da máquina.
A diferença de arquitetura é profunda. As linguagens e até mesmo a estrutura das linguagens compreendidas pelos processadores Intel e pelos processadores Apple Silicon são completamente diferentes. Isso também aconteceu na transição do 68000 para PowerPC e do PowerPC para Intel.
Em outras palavras, os engenheiros da Apple resolveram o problema de “os processadores não falam as linguagens uns dos outros” várias vezes antes. Eles resolveram isso usando uma combinação de tradução e emulação.
Também: O que há de novo no Parallels Desktop 19, a melhor maneira de executar o Windows no seu Mac
Com as novas máquinas Apple Silicon, isso é feito pelo Rosetta 2. Quando você tenta abrir um binário Intel em uma máquina baseada em M, o MacOS entrega para um programa chamado Rosetta 2. O Rosetta 2 faz uma tradução instantânea do código x86 para o código Apple Silicon, o salva e, em seguida, executa o código traduzido. Alguns elementos são emulados enquanto outros são completamente transcodificados.
Na primeira vez que você executa um programa baseado em Intel, pode demorar um pouco até que o programa comece a ser executado. Isso ocorre porque o Rosetta está fazendo uma passagem de tradução primeiro. As execuções subsequentes serão mais rápidas porque a tradução já foi feita.
Na primeira vez que você executar seu primeiro programa Intel em um Mac baseado em M, o MacOS pode perguntar se você gostaria de instalar o Rosetta 2. Isso é definitivo sim porque abre as portas para todos aqueles aplicativos da Intel que você já pode ter. O MacOS baixará o código Rosetta 2 da Apple, o instalará em seu computador e será capaz de executar aplicativos baseados em Intel. (Observação histórica: Rosetta foi originalmente usado para traduzir do PowerPC para Intel há mais de uma década. É por isso que estamos no Rosetta 2.)
Depois de ser traduzido com o Rosetta, algumas aplicações de base Intel realmente executarão mais rápido no Apple Silicon do que costumavam rodar no seu Mac de base Intel.
Também: Como obter a verdadeira divisão de janelas no MacOS
Vamos falar sobre os desenvolvedores por um momento. Os desenvolvedores codificam usando linguagens de alto nível, mas eles têm que compilar seus projetos para cada arquitetura. Desde 2006, a maioria dos desenvolvedores tem compilado para máquinas de base Intel. Quando a Apple introduziu o M1, a empresa tornou o processo de compilar esse mesmo código para o Apple Silicon relativamente fácil. Mas ainda é um investimento não trivial de tempo do desenvolvedor para criar a nova versão.
Embora a maioria dos principais desenvolvedores tenha feito a transição, outros (seja porque é um investimento muito grande, eles têm outras prioridades ou não veem uma boa razão comercial) ainda estão enviando aplicativos apenas com suporte para Intel. Alguns aplicativos dos quais os usuários dependem são mais antigos, não são mantidos e nunca serão atualizados para o Apple Silicon.
É por isso que a capacidade de tradução/emulação do Rosetta 2 foi tão crítica para a aceitação do usuário em relação à nova arquitetura do Apple Silicon. Quando o M1 foi lançado pela primeira vez, os desenvolvedores naturalmente estavam céticos sobre o quão bem ele se sairia em comparação com a Intel. Eles raciocinaram que, se os aplicativos Intel não funcionassem – ou funcionassem muito mal -, os usuários (que são bastante dependentes do software ao qual estão acostumados) não comprariam as novas máquinas baseadas em Apple Silicon.
Mas agora que o Apple Silicon está no mercado há mais de três anos, mais desenvolvedores estão investindo tempo para criar aplicativos nativos para Apple Silicon.
Tanto desenvolvedores quanto usuários saem ganhando quando o código é compilado para Apple Silicon. Em geral, programas nativos para Apple Silicon são mais rápidos do que os traduzidos pelo Rosetta. Portanto, se um desenvolvedor recompilar seus aplicativos para Apple Silicon, ele obtém um aumento de desempenho quase automático.
Por exemplo, eu descobri que o Chrome traduzido pelo Rosetta estava ok, mas um pouco lento. Quando o substituí pela versão do Chrome para Apple Silicon, ficou muito mais rápido. Para ajudar a descobrir quais de suas aplicações são nativas, da Intel ou “Universais” (ou seja, a aplicação contém código nativo tanto para Intel quanto para Apple Silicon), leia “Aplicativos lentos no seu Mac M1? Confira isso primeiro para uma possível solução.”
M1, M2, M3, Pro, Max e Ultra
O M1 foi o primeiro modelo de processador Apple Silicon usado pela Apple em seus computadores. No momento desta escrita, a Apple já lançou a geração M2 de processadores, e acabou de anunciar a geração M3. Além dos processadores de modelo básico, a Apple criou versões de alto desempenho, identificadas como Pro, Max e – para o M1 – Ultra. Ainda não vimos o Ultra nas famílias M2 ou M3, pelo menos por enquanto.
Também: Por dentro do novo Mac mini: a arquitetura M1 da Apple realmente deixa a Intel para trás?
O M1 é o processador Apple Silicon original para Macs, anunciado em 2020. O M1 Pro e Max foram anunciados no outono de 2021. Todos os processadores M1 têm quatro tipos diferentes de núcleos: núcleos de desempenho (computação de alto poder), núcleos de eficiência (mais lentos, para tarefas mais simples, porém consomem menos energia), GPU (para desempenho gráfico) e Engine Neural (para IA e aprendizado de máquina).
O M1 Ultra, que é essencialmente a fusão de dois processadores M1 Max, foi lançado em março de 2022. O M2 foi introduzido em junho de 2022, com suas versões Pro e Max lançadas em janeiro deste ano. Agora, pouco mais de nove meses depois, em outubro de 2023, a Apple anunciou não apenas o M3, mas também os processadores M3 Pro e M3 Max.
A diferença entre os modelos está na quantidade de núcleos em cada um. Os processadores M1, M2 e M3 básicos têm quatro núcleos de desempenho e quatro núcleos de eficiência. O M1 Pro e M1 Max têm apenas dois núcleos de eficiência, mas oito ou dez núcleos de desempenho (dependendo do quanto você quer gastar). O M2 Pro e Max dobram os núcleos de eficiência para quatro, mas têm no máximo oito núcleos de desempenho. E o M3 Pro e M3 Max mudam a contagem de núcleos, com o M3 Pro tendo seis núcleos de desempenho e seis núcleos de eficiência, enquanto o M3 Max possui quatro núcleos de eficiência e um máximo de 12 núcleos de desempenho.
Todos os processadores, em cada uma de suas classes de desempenho, têm 16 núcleos neurais, exceto o M1 Ultra, que tem 32. A maior diferença está nos núcleos da GPU. O M1 base tem sete ou oito. O M1 Pro tem 14 ou 16. E o M1 Max tem 24 ou 32. O M1 Ultra tem 64 núcleos de GPU. Somando todos os tipos de núcleos, o M1 Ultra máximo possui 116 núcleos!
Quanto ao M2, M2 Pro e M2 Max, essa família tem 10, 19 e 38 núcleos, respectivamente. A família M3 muda um pouco as coisas, com o M3, M3 Pro e M3 Max tendo 10, 18 e 40 núcleos de GPU cada. Aqui está uma tabela prática que compara tudo:
Os processadores da série M são SoCs, então a memória e o armazenamento vêm diretamente no chip. Dependendo do chip, você pode ter de 8GB de RAM até 128GB de RAM e de 256GB de armazenamento flash até impressionantes 8TB no MacBook Pro de 16 polegadas com M3 Max. Esse armazenamento adicional custará alguns milhares de dólares a mais. Mas se você precisar, precisará.
Os tamanhos dos chips diferem consideravelmente. O chip base tem cerca de um quarto do tamanho do modelo Max. Isso faz sentido, porque o Max comprime muito mais em seu núcleo. Ele ficou menor entre as gerações M2 e M3, quando o processo de produção do núcleo passou de componentes de 5 nanômetros para 3 nanômetros. Mas, por enquanto, é apenas interessante observar que o M3 Max possui 92 bilhões de transistores, enquanto o M1 Ultra de dois chips possui 114 bilhões de transistores – tudo em um espaço do tamanho de uma unha.
Pensamentos finais
M1, M2 e M3 são todos Apple Silicon. Cada um tem um pouco mais de potência do que o anterior. Ao pensar em comprar seu próximo Mac, você vai querer fazer uma análise típica de preço/desempenho para decidir qual desses chips SoC atende às suas necessidades e ao seu orçamento.
Também: Como o novo Apple M3 se compara aos chips M1 e M2
Agora que você sabe mais sobre o que está acontecendo sob o capô, está planejando mudar para o Apple Silicon? Já o fez? Se sim, quais têm sido suas experiências ao traduzir aplicativos Intel para Apple Silicon com o Rosetta 2? Você sabia que isso estava acontecendo? Você está de olho em um M3 Max? Você já usou máquinas baseadas em M1 ou M2? Informe-nos nos comentários abaixo.
Você pode acompanhar as atualizações diárias do meu projeto nas redes sociais. Não deixe de me seguir no Twitter em @DavidGewirtz, no Facebook em Facebook.com/DavidGewirtz, no Instagram em Instagram.com/DavidGewirtz e no YouTube em YouTube.com/DavidGewirtzTV.
