O que é Apple Silicon? Saiba quais são os modelos de chips da Apple

O que é Apple Silicon? Saiba quais são os modelos de chips da Apple

Apple Silicon é a linha de processadores desenvolvida pela Apple. Os chips são baseados na arquitetura Arm e usados principalmente em Macs e iPads. Saiba quais são os modelos de SoCs da Apple e suas especificações.

MacBook Pro (2020) com Apple M1 (Imagem: Paulo Higa/Tecnoblog)

ÍndiceQual é a arquitetura do Apple Silicon?Quais são os componentes de um Apple Silicon?O que é a memória unificada do Apple Silicon?O que são os núcleos da GPU do Apple Silicon?Quando o Apple Silicon foi lançado?Quais são os modelos de processadores Apple Silicon?Apple M1, M1 Pro, M1 Max e M1 UltraApple M2, M2 Pro, M2 Max e M2 UltraApple A16, A15, A14 e maisApple S8, S7, S6 e maisApple R1Linhas Apple H, T, U e WQuem fabrica os chips Apple Silicon?O Apple Silicon é diferente de outros chips com arquitetura Arm?Mac com Apple Silicon roda jogos?Por que o Mac tem menos jogos que o Windows?Mac com Apple Silicon roda Windows?Qual a diferença entre Apple Silicon e Intel?Apple Silicon é mais rápido que Intel?Apple Silicon gasta menos bateria que Intel?Apps feitos para Intel rodam no Apple Silicon?Como saber se meu Mac tem processador Intel ou Apple Silicon?

Qual é a arquitetura do Apple Silicon?

A arquitetura do Apple Silicon é baseada em Arm. Os chips são projetados pela Apple no conceito de System-on-a-Chip (SoC), que consiste em incluir múltiplos tipos de processadores em um único circuito integrado, como uma CPU, uma GPU e um Neural Engine.

Quais são os componentes de um Apple Silicon?

CPU: é o processador central, responsável por lidar com a maioria das tarefas genéricas, como cálculos matemáticos e operações lógicas. Possui núcleos batizados de Firestorm (alto desempenho) e Icestorm (baixo consumo) desde o A14 Bionic;

GPU: chip que processa gráficos, como os existentes em jogos 3D, softwares de edição de vídeo e aplicações de realidade virtual. Beneficia-se diretamente de APIs gráficas, como a Metal;

NPU (Neural Engine): foca em tarefas de inteligência artificial e redes neurais, o que é útil para aplicações de reconhecimento de imagem, processamento de linguagem natural (NLP) e realidade aumentada;

ISP (processador de imagem): lida com fotos e vídeos capturados pelos sensores das câmeras, otimizando a definição e reduzindo o ruído das imagens em conjunto com outros chips, como o Neural Engine;

Secure Enclave: área protegida e isolada do Apple Silicon que guarda informações sensíveis, como os dados biométricos do Face ID e Touch ID;

Memória cache: memória volátil de alta velocidade que armazena dados temporários da CPU, em três níveis hierárquicos (L1, L2 e L3), para agilizar o acesso às informações frequentemente requisitadas pelo chip;

Controladores: são responsáveis por gerenciar as conexões do equipamento, como portas Thunderbolt, HDMI e USB.

Ilustração de um Apple Silicon em uma tela de MacBook Pro (Imagem: Paulo Higa/Tecnoblog)

O que é a memória unificada do Apple Silicon?

A memória unificada do Apple Silicon é uma arquitetura que permite que CPU e GPU acessem simultaneamente a mesma área da RAM.

A arquitetura de memória unificada reduz o tempo de acesso aos dados (latência) e permite atingir maiores larguras de banda (velocidades de transferência), o que melhora o desempenho do sistema.

Nos processadores Apple Silicon da linha M, o SoC e a RAM são montadas em um mesmo System-in-Package (SiP).

O que são os núcleos da GPU do Apple Silicon?

Os núcleos de GPU do Apple Silicon são os componentes responsáveis pelo processamento gráfico. Uma mesma geração de SoC da Apple pode ser equipada com diferentes combinações de núcleos de CPU e GPU.

Quanto maior o número de núcleos de GPU, maior tende a ser o desempenho em tarefas visuais. Por exemplo, no benchmark 3DMark Wild Life Unlimited, um MacBook Air M2 com GPU de 8 núcleos faz 21.009 pontos, enquanto uma versão com GPU de 10 núcleos atinge 24.885 pontos (18,4% a mais).

MacBook Pro M1 Max tem GPU de 32 núcleos para melhor desempenho em aplicações gráficas (Imagem: Darlan Helder/Tecnoblog)

Quando o Apple Silicon foi lançado?

O nome Apple Silicon foi revelado pela primeira vez em 22 de junho de 2020, durante a conferência para desenvolvedores WWDC 2020, quando a Apple anunciou a transição de Intel para chips próprios nos Macs.

Os primeiros Macs com Apple Silicon foram anunciados em 10 de novembro de 2020. O MacBook Pro e o Mac Mini tinham um chip Apple M1 com 8 núcleos de CPU e 8 núcleos de GPU. O MacBook Air foi oferecido também em uma versão com 7 núcleos de GPU na configuração mais básica.

Evento de apresentação do Apple Silicon, quando foi anunciada a transição de arquitetura

Evento de lançamento dos primeiros Macs com processador Apple M1

No entanto, quando nos referimos a “Apple Silicon” como a linha de SoCs projetados pela Apple, podemos dizer que o primeiro processador da marca foi o Apple A4, lançado em 2010 no primeiro iPad. O chip tinha núcleos Arm Cortex-A8 e era fabricado pela Samsung.

Quais são os modelos de processadores Apple Silicon?

Apple M1, M1 Pro, M1 Max e M1 Ultra

O Apple M1 é o primeiro SoC da Apple para Macs. Foi lançado em 10 de novembro de 2020 nos computadores MacBook Pro, MacBook Air e Mac Mini, que tinham o mesmo design das versões com chips da Intel lançadas em anos anteriores.

Em outubro de 2021, a Apple lançou o M1 Pro e o M1 Max, que prometiam desempenho de CPU até 70% maior que o M1 e equipavam o novo MacBook Pro de 16 polegadas, que trazia um design renovado e tela com notch para o Face ID.

O M1 Ultra foi revelado em março de 2022 e adotou pela primeira vez a tecnologia UltraFusion, uma arquitetura de encapsulamento da Apple que juntou dois chips M1 Max em um único SoC.

ProcessadorLançamentoNúcleos de CPUNúcleos de GPUNúmero de transistoresProcesso de fabricaçãoMemória unificadaApple M1202087 ou 816 bilhões5 nm8 ou 16 GB LPDDR4XApple M1 Pro20218 ou 1014 ou 1633,7 bilhões5 nm16 ou 32 GB LPDDR5Apple M1 Max20211024 ou 3257 bilhões5 nm32 ou 64 GB LPDDR5Apple M1 Ultra20222048 ou 64114 bilhões5 nm64 ou 128 GB LPDDR5

Comparativo de tamanho da Apple entre os chips M1, M1 Pro, M1 Max e M1 Ultra (Imagem: Divulgação/Apple)

Apple M2, M2 Pro, M2 Max e M2 Ultra

O Apple M2 é a segunda geração do chip da Apple para Macs, anunciado em 6 de junho de 2022. O processador trouxe melhorias na arquitetura para aumentar o desempenho da CPU em 18%, da GPU em 35% e do Neural Engine em 40%.

Apesar das melhorias no desempenho por núcleo, o M2 era inferior ao M1 Pro, M1 Max e M1 Ultra em performance multi-core. A maior velocidade dos núcleos da CPU do M2 acontecia, em parte, devido à maior frequência (clock), que atingia 3,49 GHz, contra 3,2 GHz no M1.

Versões mais poderosas do Apple M2 foram anunciadas apenas em 2023. O mais potente da linha, o M2 Ultra, trouxe pela primeira vez um Neural Engine de 32 núcleos, capaz de realizar 31,6 trilhões de operações por segundo.

ProcessadorLançamentoNúcleos de CPUNúcleos de GPUNúmero de transistoresProcesso de fabricaçãoMemória unificadaApple M2202288 ou 1020 bilhões5 nm8, 16 ou 24 GB LPDDR5Apple M2 Pro202310 ou 1216 ou 1940 bilhões5 nm16 ou 32 GB LPDDR5Apple M2 Max20231230 ou 3867 bilhões5 nm32, 64 ou 96 GB LPDDR5Apple M2 Ultra20232460 ou 76134 bilhões5 nm64, 128 ou 192 GB LPDDR5

Lançamento do MacBook Air (2022), com processador Apple M2 (Imagem: Felipe Ventura/Tecnoblog)

Apple A16, A15, A14 e mais

Processadores Apple da linha A são usados principalmente em iPhones. A Apple projeta seus chips desde o Apple A4, lançado em 2010 no iPad de 1ª geração e depois no iPhone 4.

Os chips A16 Bionic, A15 Bionic e A14 Bionic têm como características a arquitetura Arm de 64 bits, a litografia de 5 nanômetros e a fabricação pela TSMC. Todos são do tipo SoC (System-on-a-Chip) e incluem CPU, GPU, ISP, Neural Engine e outros processadores no mesmo chip de silício.

Apple S8, S7, S6 e mais

Processadores Apple da linha S são usados principalmente no Apple Watch. Esses chips têm como características uma CPU mais econômica (geralmente dual-core) e um processo de fabricação mais antigo que o da linha A.

Os modelos S8, S7 e S6 também são chamados pela Apple de S8 SiP, S7 SiP e S6 SiP, respectivamente. Isso acontece porque eles são organizados em um System-in-Package, ou seja, um pacote que contém outros chips, como o W3 (conexão sem fio) e o U1 (banda ultralarga) no caso do SiP usado no Apple Watch Series 8.

Apple R1

Apple R1 é o processador usado no headset de realidade mista Apple Vision Pro, com previsão de lançamento em 2024.

Linhas Apple H, T, U e W

O Apple Silicon é composto por outros chips menores, como o Apple T2, focado em segurança; o Apple U1, para reconhecimento espacial; e o Apple H1, para fones de ouvido. As linhas de chips incluem:

Apple H: usado em fones de ouvido sem fio e dispositivos de áudio, como AirPods e AirPods Pro, para gerenciar a conectividade e processar o algoritmo de cancelamento ativo de ruído (ANC). Inclui os chips H1 e H2;

Apple T: usado em segurança e controle de sistema, encontrado em vários modelos de Macs, como MacBook Pro e iMac. Inclui os chips Apple T1 e T2;

Apple U: usado em dispositivos com tecnologias de reconhecimento espacial e de ultra-wideband (UWB), como iPhone 11 e versões posteriores. Inclui o chip Apple U1;

Apple W: usado para gerenciar a conectividade em fones de ouvido sem fio mais antigos da Apple, como AirPods de 1ª geração e Beats Studio 3 (Apple W1), e Apple Watch (Apple W2 e W3).

AirPods Pro, fones de ouvido com chip Apple H1 (Imagem: Paulo Higa/Tecnoblog)

Quem fabrica os chips Apple Silicon?

Os chips Apple Silicon para Macs são fabricados pela TSMC. Processadores da linha A também já foram fabricados pela Samsung.

A Apple é uma empresa de processadores do tipo fabless, ou seja, não possui fábricas de semicondutores. Ela é responsável pelo projeto do chip e terceiriza a fabricação para outras companhias.

O Apple Silicon é diferente de outros chips com arquitetura Arm?

O Apple Silicon possui diferenças estruturais em relação a outros chips baseados em arquitetura Arm.

Isso acontece porque a Arm desenvolve núcleos próprios de CPU com a marca Cortex e também permite que suas licenciadas, como a Qualcomm e a Apple, criem suas próprias otimizações de microarquitetura. Por isso, um chip Arm nem sempre pode ser diretamente substituído por outro em um mesmo sistema.

Além disso, um SoC baseado em Arm incorpora diversos processadores além da CPU, o que impede a compatibilidade entre marcas diferentes. Chips da Apple geralmente têm GPU compatível com a API Metal, Neural Engine para processamento de IA e Secure Enclave para armazenamento criptografado de dados.

Mac com Apple Silicon roda jogos?

Macs com Apple Silicon rodam jogos, mas a variedade de títulos é menor que em outras plataformas, como PCs com Windows.

Games para macOS podem ser baixados na App Store, e Macs com Apple Silicon são capazes de executar nativamente jogos feitos para iPhone e iPad. O serviço de assinatura Apple Arcade também inclui jogos para Macs.

Por que o Mac tem menos jogos que o Windows?

Macs não costumavam ter GPUs suficientemente potentes para rodar jogos de última geração antes da transição para o Apple Silicon. Em geral, MacBooks eram equipados com chips gráficos integrados da Intel, enquanto computadores mais caros, como o Mac Pro, traziam uma placa de vídeo da AMD otimizada para uso profissional.

A Apple tem demonstrado interesse em mudar esse cenário desde que passou a incluir seus próprios chips gráficos nos Macs. Na WWDC 2023, a empresa anunciou o Game Porting Toolkit, ferramenta que traduz jogos Windows x86 para Apple Silicon.

Mac com Apple Silicon roda Windows?

Macs com Apple Silicon podem rodar Windows por meio de virtualização. Softwares como o Parallels Desktop são capazes de executar o Windows 10 e o Windows 11 em suas versões Arm (Windows on Arm). Há limitações, como a ausência de suporte à API gráfica DirectX 12.

Não é possível instalar o Windows por meio do Bootcamp em um Mac com Apple Silicon. A ferramenta da Apple, que permitia a instalação direta do sistema operacional da Microsoft em Macs com Intel, foi descontinuada.

Qual a diferença entre Apple Silicon e Intel?

Apple Silicon é uma linha de processadores baseada em arquitetura Arm, enquanto a Intel produz chips para PCs com a arquitetura x86.

O Arm é uma arquitetura do tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) e tende a ser mais eficiente em termos de consumo de energia, enquanto o x86 é uma arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computer) e pode trazer instruções mais complexas para tarefas específicas.

Apple Silicon é mais rápido que Intel?

O Apple M1 do MacBook Air se mostrou entre 12% e 17% mais rápido que um Intel Core de 11ª geração (Tiger Lake) em notebooks da mesma categoria, como o Dell XPS 13 e o Asus ZenBook 13, no Geekbench 5.

Um teste realizado pelo Tecnoblog mostrou que um MacBook Pro de 13 polegadas com Apple M1 renderizou um vídeo 4K a 30 fps no Final Cut Pro em 8min32s, contra 10min29s de um MacBook Pro de 16 polegadas com Intel Core i9 e AMD Radeon Pro 5500M. O desempenho do M1 foi 18,7% superior com menor gasto de bateria.

MacBook Pro (2020) com Apple M1 (à esquerda) e MacBook Pro (2019) com Core i9 (Imagem: Paulo Higa/Tecnoblog)

No entanto, não é possível afirmar genericamente que um Apple Silicon seja mais rápido que um processador da Intel. Além disso, a Intel produz chips que oferecem mais performance gastando mais energia, como o Core i9-12900HK (Alder Lake), que se mostrou mais rápido que o Apple M1 Max no mesmo teste de desempenho.

Apple Silicon gasta menos bateria que Intel?

Processadores da Apple gastam menos energia para oferecer o mesmo desempenho que um equivalente da Intel.

O Apple M1 Max do MacBook Pro de 16 polegadas chegou a 12.375 pontos no teste de desempenho CineBench R23 Multi-Core com um consumo de 34 watts, enquanto o Intel Core i9-11980HK obteve 12.830 pontos (3,7% a mais) ao atingir uma potência de 82,6 watts (158% a mais).

Apps feitos para Intel rodam no Apple Silicon?

Sim. No anúncio da transição de Intel para Apple Silicon, a Apple lançou o Rosetta 2, um software de tradução de códigos binários que funciona de forma similar a um emulador. O Rosetta 2 traduz códigos x86 para Arm no momento da instalação de um aplicativo legado.

Testes de desempenho feitos com o Geekbench 5 mostraram que um Apple M1 executando um aplicativo originalmente feito para Intel mantinha entre 78% e 79% do desempenho de um aplicativo nativo para Arm.

A primeira versão do Rosetta (Rosetta 1) foi lançada em 2006, como parte da transição da arquitetura PowerPC para Intel nos Macs.

Como saber se meu Mac tem processador Intel ou Apple Silicon?

Clique no menu Apple (canto superior esquerdo da tela) e depois no item Sobre Este Mac. O nome do chip será exibido na tela que surgir, podendo ser um Intel (Core i3, i5, i7, i9 e similares) ou um Apple Silicon (Apple M1, Apple M2 e similares).

Um Mac Mini com processador Intel Core i3 (Imagem: Emerson Alecrim/Tecnoblog)
O que é Apple Silicon? Saiba quais são os modelos de chips da Apple

O que é Apple Silicon? Saiba quais são os modelos de chips da Apple
Fonte: Tecnoblog