Pratique avec l’Apple M1, un concurrent x86 très rapide [Updated]

Le processeur du M1 est une conception grand / petit octa-core de 5 nm, avec quatre cœurs de performance et quatre cœurs d’efficacité. L’idée est que les tâches de premier plan axées sur l’utilisateur, qui exigent une faible latence, seront exécutées sur les cœurs de performance, mais les tâches d’arrière-plan moins sensibles à la latence peuvent s’exécuter plus lentement et plus bas sur les quatre cœurs d’efficacité moins puissants mais moins consommateurs d’énergie.

En plus des huit cœurs de processeur, la version du M1 dans le Mac mini possède huit cœurs de GPU, avec un total de 128 unités d’exécution. Bien qu’il soit extrêmement difficile d’obtenir des références précises Apples-to-non-Apples sur cette nouvelle architecture, je suis confiant en disant qu’il s’agit vraiment d’une conception de pointe mondiale – vous pouvez obtenir des performances CPU brutes plus rapides, mais uniquement sur la puissance – c’est- CPU de bureau ou de serveur sans objet. De même, vous pouvez battre le GPU du M1 avec des cartes de bureau Nvidia ou Radeon haut de gamme, mais uniquement avec une énorme disparité de puissance, de taille physique et de chaleur.

L’architecture ARM présente généralement un avantage substantiel en termes d’efficacité énergétique par rapport à x86-64, l’architecture sous-jacente aux machines Windows, Linux et macOS traditionnelles. Cet avantage en matière d’efficacité énergétique a conduit ARM à une victoire précoce et écrasante dans l’espace ultramobile – les téléphones et les tablettes – où les milliwatts économisés comptent plus que les performances brutes. À partir de là, ARM a commencé à empiéter sur le centre de données, et pour les mêmes raisons, même si les processeurs ARM individuels ont généralement sous-performé leurs équivalents x86, ils ont obtenu la même quantité de travail avec des factures d’alimentation et de refroidissement nécessaires moins élevées.

Les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables traditionnels sont en quelque sorte le dernier bastion de l’architecture x86-64. Dans ces facteurs de forme, les performances et la capacité à exécuter un système d’exploitation et une pile logicielle familiers, sans aucun compromis, ont été le critère le plus important. Mais ARM est également venu pour l’espace de bureau, bien que plus lentement et surtout sur le très bas de gamme, comme nous l’avons vu dans des appareils tels que le Pinebook Pro.

Le nouveau système sur puce (SoC) M1 d’Apple est décidémentne pas l’un de ces efforts peu performants et peu coûteux. Le M1 est conçu dès le départ pour être une concurrence puissante et plutôt sans compromis pour l’architecture PC traditionnelle.

Il est très frustrant d’essayer d’obtenir une comparaison directe des performances entre le M1 et ses concurrents x86-64 – dans nos critiques d’appareils, nous nous appuyons normalement assez fortement sur des suites de référence synthétiques à usage général qui exécutent un large éventail de tests sur une plate-forme et viennent avec un simple score numérique. Malheureusement, toutes les suites de référence ne fonctionnent pas sur macOS, très peu fonctionnent sur Apple Silicon et très peu dans ce sens fonctionnent sur macOS 11.au Silicium de pomme.

Geekbench 5.3.0 est une heureuse exception à cette règle, avec une toute nouvelle version fonctionnant nativement sur Apple Silicon macOS et déjà dans l’App Store. Geekbench n’est pas tout, bien sûr. Il peut aplanir la plupart des différences entre les processeurs, tout en en agrandissant occasionnellement et de manière imprévisible les autres. Et parce que Metal est l’API pour laquelle les appareils et les logiciels d’Apple sont optimisés, nous n’utilisons normalement pas du tout son test GPU basé sur OpenCL.

Mais puisque nous envisageons une toute nouvelle architecture sur une plate-forme minoritaire,avant de son lancement au détail, nous sommes très limités sur les suites de référence brillantes et préemballées. Dans le monde limité de Geekbench, il est clair que le M1 est un gagnant – il bat tous les arrivants, qu’il s’agisse de tests de CPU multithread, de CPU monothread ou de GPU OpenCL.

Mis à jour à 16h05 HNE : La nouvelle version R23 de Cinebench offre un support natif ARM sur macOS, et nous le préférons généralement à Geekbench. Bien qu’il y ait des critiques selon lesquelles Cinebench – qui utilise le logiciel de rendu graphique de Maxon – est étroitement ciblé, nous constatons qu’il accentue à la fois les différences entre les processeurs et se rapproche plus des attentes du monde réel et de la référence à usage général Passmark que Geekbench.

Le M1 d’Apple arrive fermement en tête à la fois du quad-core/octa-thread i7-1185G7 et du octa-core/octa-thread Ryzen 7 4700U dans des tests multicœurs illimités. Juste pour le plaisir, nous avons limité le Ryzen 9 5950X à huit threads seulement et l’avons ajouté au mélange – même avec seulement huit cœurs actifs, le 5950X domine facilement ici. Mais il est important de se rappeler que seuls quatre des huit cœurs du M1 sont la version haute performance Firestorm… et que le 5950X a un TDP plus de trois fois supérieur à la consommation électrique totale du système du Mini !

Passant aux tests à un seul thread, le M1 fonctionne au coude à coude avec le i7-1185G7 d’Intel, mais il est important de revoir la consommation d’énergie. Le i7-1185G7 a été testé à son cTDP “up” de 28 W, et non au cTDP de 15 W avec lequel nous nous attendons à ce que la plupart des ordinateurs portables de production soient livrés. Pendant ce temps, la consommation totale d’énergie au mur du Mac Mini, même pendant le Cinebench R23 multithread, n’est que de 23,5 à 24,1 W. Bien que les performances d’un seul thread ne diminuent pasbeaucoup sur le i7-1185G7 lorsque son cTDP est étranglé, il diminue – et nous pensons qu’il devra être limité en puissance beaucoup plus fortement que le M1 dans un Macbook Air.

Ensuite, j’ai limité à la fois le 5950X (en tant que processeur x86-64 monothread leader mondial) et le M1 à quatre threads uniquement, et j’ai de nouveau exécuté le test Cinebench R23. En tête-à-tête avec les quatre cœurs hautes performances Firestorm du M1 contre quatre des 16 cœurs du 5950X, le 5950X gagne avec une augmentation des performances de 8,3 %.

L’histoire originale reprend : Franchement, je n’étais pas content de Geekbench. Afin de m’assurer que la conclusion facile – que le M1 SoC est un graveur de grange, capable d’affronter tous les concurrents mobiles – était valide, j’avais besoin de me diversifier un peu.

L’analyse comparative dans le navigateur est un test qui se traduit bien dans des architectures radicalement différentes, car il mesure une tâche relativement réelle : la qualité du rendu des opérations complexes dans un navigateur Web. Bien que des benchmarks comme Jetstream 2.0 et Speedometer soient encore synthétiques, ils modélisent les opérations du monde réel que chaque utilisateur s’attend à travaillerquels que soient les détails sous le capot qui permettent de les faire.

Étant donné que le processeur M1 du Mac mini partage son architecture ARM avec les A12Z et A14 Bionic que l’on trouve dans les derniers iPad et iPhone – et qu’Apple, à bon escient, a rendu la majorité des applications de ces appareils disponibles dans l’App Store – cela a ouvert une autre voie de comparaison . Slingshot Extreme Unlimited de 3DMark ne me permettrait pas de tester le M1 contre des PC x86-64, mais cela me permettrait d’évaluer les prouesses du M1 par rapport au matériel mobile le plus rapide.

En examinant les références du navigateur, le mini alimenté par M1 a réussi avec brio. Lors de l’utilisation de Safari sur Apple Silicon, le mini a absolument fait sauter les portes de l’Acer Swift 3 alimenté par Ryzen 4700U – et même lors de l’exécution de Google Chrome x86-64 via Rosetta, il s’est plutôt bien comporté.

Je déconseille aux lecteurs d’essayer d’établir des comparaisons directes entre ces résultats de test et les expériences de navigation réelles – en pratique, ce sont deux machines très rapides qui se sentent comme du beurre sur le Web et ailleurs. Le point le plus important est que le mini et son architecture M1 ARM ne sont certainement pas lents.

Nous pouvons avoir une idée plus précise des prouesses du M1 en le comparant au célèbre iPad Pro 2020, en utilisant la suite de tests de jeux mobiles Slingshot Extreme de 3DMark. Si vous voulez jouer à vos jeux mobiles préférés sur le mini, cela devrait clairement être une expérience de première classe à condition que les applications se traduisent bien – nous voyons une progression presque parfaite vers le haut de l’iPhone 12 Pro au téléphone de jeu Android phare d’ASUS (oui, c’est une chose), de là à l’iPad Pro 2020, et enfin au mini alimenté par M1 fermement au sommet du tas.

La seule ombre au tableau concernant les jeux mobiles sur le mini-ou ses frères et sœurs plus portables, les Macbook Air et Macbook Pro alimentés par M1, est que toutes les applications iOS ne sont pas encore disponibles dans l’App Store de Big Sur. Apple utilise un système automatisé pour filtrer les applications qui ne conviennent pas et une curation humaine pour confirmer certains de ces filtres. De plus, les développeurs peuvent choisir de ne pas inclure leurs applications. J’ai été particulièrement déçu de voir que la dernière application de référence de Wild Life – 3DMark – manquait; cette application permet des comparaisons multiplateformes entre PC et mobile et aurait été très utile.

Éliminons cela dès le départ, non, la compression des données n’est pas vraiment une référence unique en matière de performances du processeur. Cela dit, il s’agit d’une tâche très directe dans le monde réel qui crée des goulots d’étranglement sur le processeur, ettous l’utilisateur en fait l’expérience assez fréquemment. Afin de tester la vitesse de compression des données, j’ai procédé comme suit :

téléchargez le code source de pigz, et compilez-le sur le Mac mini en mode natif ARM

télécharger l’arborescence des sources du noyau Linux, version 5.10-rc3

tar cf l’arborescence du noyau, produisant un seul fichier non compressé de 972 Mo

concaténer l’archive quatre fois, produisant un seul fichier non compressé de 3,8 Go

chat le résultat fourlinux.tar plusieurs fois, en s’assurant qu’il est entièrement mis en cache dans la RAM

time pigz< fourlinux.tar > /dev/null

Lorsqu’il est exécuté sans arguments supplémentaires, pigz génère un thread de compression pour chaque thread CPU qu’il trouve en ligne, ce qui signifie huit processus pour le 4big/4little M1 et l’octa-core/octa-thread Ryzen 7 4700u. Le moniteur d’activité de l’application macOS a confirmé Utilisation du processeur bien supérieure à 700%, confirmant que les quatre cœurs d’efficacité du M1 étaient vraiment en jeu.

Bien que ce test ait produit des résultats très différents de Geekbench, il confirme que le M1 est une conception de processeur de pointe. Même lorsqu’il est empilé contre le Ryzen 7 4700u d’AMD, avec ses huit cœurs complets et hautes performances, le M1 a remporté une victoire extrêmement étroite. Cette victoire est bien dans la marge d’erreur … mais cela démontre également que même le meilleur jour du 4700U, il ne peut pasbattre Processeur ARM d’Apple dans cette configuration de puissance.

Mon poste de travail de bureau, doté d’un Ryzen 7 3700X à huit cœurs et 16 threads, a facilement battu le M1 et le 4700u dans une exécution illimitée de pigz, mais il le fait en tirant parti d’un grave écart de consommation d’énergie. Le TDP du Ryzen 7 3700X est de 65 W et sa consommation réelle est nettement plus élevée, lorsqu’il fonctionne pendant de longues périodes à des performances maximales pour une charge de travail comme celle-ci.

Après avoir vu à quel point l’ensemble du processeur était puissant sur une charge de travail massivement parallèle, la prochaine chose que je voulais savoir, c’est à quelle vitesse les quatre cœurs de performance étaient seuls. En exécutant à nouveau le test, cette fois en utilisant l’argument -p4 pour limiter pigz à quatre processus, le M1 est arrivé en tête, pas seulement au-dessus du Ryzen 7 4700u, au-dessus detout. Il a battu ma station de travail de bureau Ryzen 7 3700X, et il a fonctionné au coude à coude avec le Ryzen 9 5950X sur mon banc d’essai en plein air.

Enfin, j’ai exécuté pigz -p1 pour obtenir un deuxième avis sur les prouesses monocœur du M1. Je ne m’attendais pas vraiment à des surprises ici, et je n’en ai eu aucune – le M1 a dépassé tous les systèmes que j’avais sous la main, y compris le banc d’essai Ryzen 9 5950X.

Je n’ai malheureusement pas encore l’un des systèmes Intel i7-1185G7 Tiger Lake pour effectuer de nouveaux tests, mais je doute que cela importe beaucoup – le i7-1185G7 devrait être au coude à coude avec le Ryzen 9 5950X pour des performances à un seul thread, et le 5950X est légèrement plus lent sur un seul fil que le M1.

Si le M1 d’Apple n’est pas le monothread le plus rapideet processeur quad-thread-consommateur disponible sur la planète, il ne le manque certainement pas beaucoup.

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