Praktisch mit dem Apple M1 – einem sehr schnellen x86-Konkurrenten [Updated]

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Vergrößern /. Apples neue Octa-Core-ARM-Huge / Little-CPU macht auf die leistungsstarke x86-Konkurrenz aufmerksam.

Apfel

Originalgeschichte 9:00 EST: Die ARM-Geräte von Apple sind derzeit verständlich aufregend. Und wir haben traditionelle Bewertungen dieser Geräte und ihrer Ökosysteme für Apple-Followers und Apple-Neugierige. Dies ist keine dieser Bewertungen – obwohl Bewertungen für einige der neuen Macs unmittelbar bevorstehen. Stattdessen werden wir uns die Rohleistung des neuen M1 im Vergleich zu herkömmlichen x86-Systemen genauer ansehen.

Die CPU des M1 ist ein 5-nm-Octa-Core-Huge / Little-Design mit vier Leistungskernen und vier Effizienzkernen. Die Idee ist, dass benutzerorientierte Vordergrundaufgaben, die eine geringe Latenz erfordern, auf den Leistungskernen ausgeführt werden. Weniger latenzempfindliche Hintergrundaufgaben können jedoch langsamer und niedriger auf den vier weniger leistungsstarken, aber weniger stromverbrauchenden Effizienzkernen ausgeführt werden.

Zusätzlich zu den acht CPU-Kernen verfügt die Model des M1 im Mac mini über acht GPU-Kerne mit insgesamt 128 Ausführungseinheiten. Obwohl es äußerst schwierig ist, genaue Benchmarks zwischen Äpfeln und Nicht-Äpfeln für diese neue Architektur zu erhalten, bin ich zuversichtlich, dass dies wirklich ein weltweit führendes Design ist – Sie können eine schnellere rohe CPU-Leistung erzielen, aber nur mit Energy-is- Desktop- oder Server-CPUs ohne Objekt. Ebenso können Sie die GPU des M1 mit Excessive-Finish-Desktopkarten von Nvidia oder Radeon schlagen – allerdings nur bei massiven Unterschieden in Leistung, physischer Größe und Wärme.

ARM kommt

Die ARM-Architektur bietet im Allgemeinen einen erheblichen Energieeffizienzvorteil gegenüber x86-64 – der Architektur, die herkömmlichen Home windows-, Linux- und MacOS-Computern zugrunde liegt. Dieser Energieeffizienzvorteil führte ARM zu einem frühen und vernichtenden Sieg im ultramobilen Bereich – Telefone und Tablets -, in dem Milliwatt mehr Materie als Rohleistung sparten. Von da an drang ARM in das Rechenzentrum ein, und aus den gleichen Gründen – obwohl einzelne ARM-Prozessoren im Allgemeinen hinter ihren x86-Äquivalenten zurückblieben, wurde derselbe Arbeitsaufwand mit geringeren Strom- und Kühlkosten erledigt.

Desktop- und herkömmliche Laptops sind eine letzte Bastion für die x86-64-Architektur. In diesen Formfaktoren conflict die Leistung – und die Fähigkeit, ein bekanntes Betriebssystem und einen Software program-Stack ohne Kompromisse auszuführen – das wichtigste Kriterium. Aber ARM kommt auch für den Desktop-Bereich, wenn auch langsamer – und meistens am unteren Ende, wie wir bei Geräten wie dem Pinebook Professional gesehen haben.

Apples neues M1-System-on-a-Chip (SoC) ist entschieden nicht eine dieser leistungsschwachen und kostengünstigen Maßnahmen. Der M1 wurde von Grund auf als leistungsstarker und kompromissloser Wettbewerb für die traditionelle PC-Architektur konzipiert.

Geekbench 5.3.0

Es ist sehr frustrierend, einen direkten Leistungsvergleich zwischen dem M1 und seiner x86-64-Konkurrenz zu erhalten. In unseren Gerätebewertungen stützen wir uns normalerweise ziemlich stark auf synthetische Allzweck-Benchmark-Suiten, die eine Vielzahl von Checks gegen eine Plattform durchführen und kommen mit einer einfachen numerischen Punktzahl. Leider laufen nicht alle Benchmark-Suiten unter macOS, nur sehr wenige unter Apple Silicon und nur sehr wenig in diesem Sinne unter macOS 11 auf Apple Silicon.

Geekbench 5.3.Zero ist eine glückliche Ausnahme von dieser Regel. Eine brandneue Model läuft nativ unter Apple Silicon macOS und bereits im App Retailer. Geekbench ist natürlich nicht das ganze Bild. Es kann die meisten Unterschiede in den CPUs verringern, während andere gelegentlich und unvorhersehbar vergrößert werden. Und da Steel die API ist, für die Apples Geräte und Software program optimiert sind, verwenden wir normalerweise überhaupt keinen OpenCL-basierten GPU-Check.

Aber da wir uns eine brandneue Architektur auf einer Minderheitenplattform ansehen, Vor Bei der Markteinführung im Einzelhandel sind wir sehr begrenzt auf glänzende, vorverpackte Benchmark-Suiten. In der begrenzten Welt von Geekbench ist klar, dass der M1 ein Gewinner ist – er schlägt alle Neulinge, egal ob es sich um Multithread-CPU-, Single-Threaded-CPU- oder OpenCL-GPU-Checks handelt.

Cinebench R23 [Updated]

Aktualisiert 16:05 EST: Die neue R23-Model von Cinebench bietet native ARM-Unterstützung für MacOS, und wir ziehen sie im Allgemeinen Geekbench vor. Obwohl es Kritikpunkte gibt, dass Cinebench – das die Grafik-Rendering-Software program von Maxon verwendet – eng fokussiert ist, stellen wir fest, dass es sowohl Unterschiede zwischen CPUs hervorhebt als auch den tatsächlichen Erwartungen und dem Passmark-Allzweck-Benchmark näher kommt als Geekbench.

Apples M1 liegt in unbegrenzten Multicore-Checks fest über dem Quad-Core / Octa-Thread i7-1185G7 und dem Octa-Core / Octa-Thread Ryzen 7 4700U. Nur zum Spaß haben wir den Ryzen 9 5950X auf nur acht Threads beschränkt und ihn dem Combine hinzugefügt – selbst wenn nur acht Kerne aktiv sind, dominiert der 5950X hier leicht. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass nur vier der acht Kerne des M1 die Firestorm-Hochleistungsversion sind … und dass der 5950X eine TDP hat, die mehr als das Dreifache des gesamten Stromverbrauchs des gesamten Programs des Mini beträgt!

Beim Single-Threaded-Check läuft der M1 mit dem Intel i7-1185G7 gleichauf – aber es ist wichtig, den Stromverbrauch noch einmal zu betrachten. Der i7-1185G7 wurde mit 28 W cTDP “up” getestet, nicht mit 15 W cTDP, mit denen die meisten Serien-Laptop computer-Systeme ausgeliefert werden. Der gesamte Stromverbrauch des Mac Mini an der Wand – selbst während des Multithread-Cinebench R23 – beträgt nur 23,5 bis 24,1 W. Während die Single-Thread-Leistung nicht abnimmt viel Wenn der cTDP des i7-1185G7 gedrosselt wird, nimmt er ab – und wir vermuten, dass die Leistung weitaus stärker begrenzt werden muss als beim M1 eines Macbook Air.

Als nächstes beschränkte ich sowohl den 5950X (als weltweit führende Single-Threaded-x86-64-CPU) als auch den M1 auf nur vier Threads und führte den Cinebench R23-Check erneut durch. Der 5950X tritt mit den vier Firestorm-Hochleistungskernen des M1 gegen vier der 16 Kerne des 5950X an und gewinnt mit einer Leistungssteigerung von 8,3%.

Browser- und Cellular-Gaming-Benchmarks

Die ursprüngliche Geschichte wird fortgesetzt: Ehrlich gesagt conflict ich mit Geekbench nicht zufrieden. Um sicherzustellen, dass die einfache Schlussfolgerung, dass der M1 SoC ein Scheunenbrenner ist, der mit allen mobilen Konkurrenten von Kopf bis Fuß mithalten kann, gültig ist, musste ich mich ein wenig verzweigen.

In-Browser-Benchmarking ist ein Check, der sich intestine auf radikal unterschiedliche Architekturen übertragen lässt, da er eine relativ reale Aufgabe misst – wie intestine komplexe Vorgänge in einem Webbrowser gerendert werden. Obwohl Benchmarks wie Jetstream 2.Zero und Tachometer immer noch synthetisch sind, modellieren sie reale Vorgänge, die jeder Benutzer erwartet Arbeit, egal was die Particulars unter der Haube sind, die sie erledigen.

Da der M1-Prozessor des Mac mini seine ARM-Architektur mit dem A12Z und dem A14 Bionic teilt, die in den neuesten iPads und iPhones zu finden sind – und Apple mit Bedacht die meisten Apps dieser Geräte im App Retailer verfügbar gemacht hat -, eröffnete sich eine weitere Vergleichsmöglichkeit . Mit Slingshot Excessive Limitless von 3DMark konnte ich den M1 nicht gegen x86-64-PCs testen, aber ich konnte die Leistungsfähigkeit des M1 mit der schnellsten mobilen {Hardware} messen.

Bei der Prüfung der Browser-Benchmarks wurde der M1-Mini mit Bravour bestanden. Bei der Verwendung von Safari auf Apple Silicon hat der Mini die Türen des Ryzen 4700U-basierten Acer Swift Three absolut gesprengt – und selbst wenn x86-64 Google Chrome über Rosetta ausgeführt wird, hat er sich recht intestine bewährt.

Ich möchte die Leser davor warnen, direkte Vergleiche zwischen diesen Testergebnissen und den tatsächlichen Browsererfahrungen anzustellen. In der Praxis sind dies beide sehr schnelle Maschinen, die sich im Internet und anderswo butterweich anfühlen. Der wichtigere Punkt ist, dass der Mini und seine M1 ARM-Architektur sicherlich nicht langsam sind.

Wir können ein weiteres Gefühl für die Leistungsfähigkeit des M1 gewinnen, indem wir es mit dem gelobten iPad Professional 2020 vergleichen, das die Slingshot Excessive Cellular Gaming-Testsuite von 3DMark verwendet. Wenn Sie Ihre bevorzugten Handyspiele auf dem Mini spielen möchten, sollte dies eindeutig ein erstklassiges Erlebnis sein, vorausgesetzt, die Apps lassen sich intestine übersetzen. Wir sehen einen nahezu perfekten Schritt nach oben vom iPhone 12 Professional zum ASUS-Flaggschiff-Android-Gaming-Useful (Ja, das ist eine Sache), von dort zum iPad Professional 2020 und schließlich zum M1-angetriebenen Mini fest auf dem Haufen.

Das einzige Drawback in der Salbe für mobiles Spielen auf dem Mini – oder seinen tragbareren Geschwistern, dem M1-basierten Macbook Air und dem Macbook Professional – ist, dass noch nicht alle iOS-Apps im App Retailer von Huge Sur verfügbar sind. Apple verwendet ein automatisiertes System, um ungeeignete Apps herauszufiltern, und eine menschliche Kuration, um einige dieser Filter zu bestätigen. Darüber hinaus können Entwickler die Aufnahme ihrer Apps deaktivieren. Ich conflict besonders enttäuscht zu sehen, dass Wild Life – 3DMarks neueste Benchmark-App – fehlte. Diese App ermöglicht plattformübergreifende Vergleiche zwischen PC und Useful und wäre in der Tat sehr nützlich gewesen.

Runter und nerdig – pigz parallele Komprimierung

Lassen Sie uns dies aus dem Weg räumen – nein, die Datenkomprimierung ist nicht wirklich ein einziger Maßstab für die CPU-Leistung. Trotzdem ist es eine sehr direkte reale Aufgabe, die Engpässe auf der CPU und jeder Benutzer erlebt es ziemlich häufig. Um die Datenkomprimierungsgeschwindigkeit zu testen, habe ich Folgendes durchgeführt:

  • Laden Sie den Quellcode für pigz herunter und kompilieren Sie ihn auf dem Mac mini im nativen ARM-Modus
  • Laden Sie den Linux-Kernel-Quellbaum, Model 5.10-rc3, herunter
  • tar cf der Kernelbaum, der eine einzelne unkomprimierte 972M-Datei erzeugt
  • Verketten Sie den Tarball viermal und erstellen Sie eine einzelne unkomprimierte 3,8-GB-Datei
  • Katze das Ergebnis fourlinux.tar mehrmals, um sicherzustellen, dass es vollständig im RAM zwischengespeichert ist
  • time pigz < fourlinux.tar > /dev/null

Wenn pigz ohne zusätzliche Argumente ausgeführt wird, erzeugt es einen Komprimierungsthread für jeden on-line gefundenen CPU-Thread. Dies bedeutet acht Prozesse sowohl für den 4big / 4little M1 als auch für den Octa-Core / Octa-Thread Ryzen 7 4700u. Der Aktivitätsmonitor der macOS-App bestätigte eine CPU-Auslastung von weit über 700 Prozent und bestätigte, dass die vier Effizienzkerne des M1 tatsächlich im Spiel waren.

Obwohl dieser Check sehr unterschiedliche Ergebnisse von Geekbench lieferte, bestätigt er, dass der M1 ein weltweit führendes Prozessordesign ist. Selbst gegen den AMD Ryzen 7 4700u mit seinen acht vollen Hochleistungskernen konnte der M1 einen äußerst knappen Sieg verbuchen. Dieser Sieg liegt innerhalb der Fehlergrenze … aber er zeigt auch, dass dies selbst am besten Tag des 4700U nicht möglich ist schlagen Apples ARM-Prozessor in dieser Leistungskonfiguration.

Meine Desktop-Workstation mit einem Ryzen 7 3700X mit acht Kernen und 16 Threads hat sowohl den M1 als auch den 4700u in einem unbegrenzten Pigz-Lauf problemlos geschlagen – dies geschieht jedoch, indem eine erhebliche Diskrepanz zwischen Stromverbrauch genutzt wird. Die TDP des Ryzen 7 3700X beträgt 65 W – und der tatsächliche Verbrauch ist erheblich höher, wenn bei einer solchen Arbeitslast längere Zeit mit maximaler Leistung gearbeitet wird.

Nur Feuersturmkerne

Nachdem ich gesehen hatte, wie leistungsfähig die gesamte CPU bei einer massiv parallelen Arbeitslast conflict, wollte ich als nächstes wissen, wie schnell die vier Leistungskerne für sich waren. Beim erneuten Ausführen des Checks, diesmal mit dem Argument -p4, um pigz auf vier Prozesse zu beschränken, setzte sich der M1 durch – nicht nur über dem Ryzen 7 4700u alles. Es schlug meine Ryzen 7 3700X-Desktop-Workstation und lief mit dem Ryzen 9 5950X auf meinem Open-Air-Prüfstand Hals an Hals.

Schließlich habe ich pigz -p1 ausgeführt, um eine zweite Meinung zu den Single-Core-Fähigkeiten des M1 zu erhalten. Ich hatte hier keine wirklichen Überraschungen erwartet und auch keine – der M1 übertraf jedes System, das ich zur Hand hatte, einschließlich des Ryzen 9 5950X-Prüfstands.

Ich habe leider noch kein Intel i7-1185G7 Tiger Lake-System, mit dem ich neue Checks durchführen kann, aber ich bezweifle, dass dies von großer Bedeutung ist – der i7-1185G7 sollte mit dem Ryzen 9 5950X für eine Single-Threaded-Leistung gleichauf sein. und der 5950X ist auf einem einzelnen Thread etwas langsamer als der M1.

Wenn Apples M1 nicht der schnellste Single-Thread ist –und Quad-Thread – ein für Verbraucher verfügbarer Prozessor auf dem Planeten, der sicherlich nicht viel fehlt.


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