La potencia, el consumo y la eficiencia del procesador Apple M1, a prueba: un antes y un después en números y en uso real

La potencia, el consumo y la eficiencia del procesador Apple M1, a prueba: un antes y un después en números y en uso real

La llegada de los chip M1 de Apple a sus equipos es un momento perfecto para comparar con otros equipos de su rango de precio e incluso superior. Como paquete que contiene CPU, GPU y Apple Neural Engine y más se trata de una pieza de hardware a la que merece la pena diseccionar a fondo.

Veamos qué hace al M1 un chip revolucionario en benchmarks y en uso real, con datos y cifras que ponen en contexto el hito de Apple, y que pronto puede ser de Qualcomm, HiSilicon, Samsung o la propia Nvidia.





La primera sorpresa: el concepto de consumo en reposo cambia con el M1 gracias a sus núcleos Icestorm

M1 Completo

Tras muchos años con Intel, en los que los consumos se podían consultar con Intel Power Gadget y 'Monitor de Actividad', lo que más llega a asombrar en el M1 es que una vez todas las aplicaciones comunes en uso diario están abiertas, el uso de los núcleos es bajísimo y, sobre todo, que los cuatro núcleos de CPU de alto rendimiento, llamados Firestorm, apenas se usan una vez ya todo estaba funcionando.

Eso cambia totalmente el concepto de reposo, pues se puede considerar que casi cualquier tarea como navegar por la web, ofimática, reproducción de vídeos, etc, utiliza una energía cercana a la que se consume sin hacer nada. Esta es la auténtica clave de la asombrosa autonomía que hemos visto en los análisis de los nuevos MacBook Air y MacBook Pro: el chip consume mucho menos de un vatio haciendo muchas de las tareas del día a día, con una consistencia tremenda. Frente a ello, las pruebas en Intel dicen que la oscilación energética del procesador es mucho más alta, y sube más con tareas en segundo plano.




El M1 cuenta con una CPU de ocho núcleos: cuatro Firestorm de alto rendimiento, y cuatro Icestorm de alta eficiencia, pudiendo funcionar todos a la vez

Al escribir esto en un MacBook Pro de 2018 con procesador i5-8259U, y con solamente el editor de texto abierto, su consumo entre medio vatio de uso y 7 vatios. El M1, con el mismo uso, no sube de medio vatio de consumo. Detrás de esta magia, están los cuatro núcleos de CPU de alta eficiencia, que para mí son la gran sorpresa del chip.

Apple había presumido de que, por sí solos, los cuatro núcleos de alta eficiencia del M1 estaban a la altura del i3 de dos núcleos de décima generación del MacBook Air de principios 2020. Esa fue una de las menciones de la criticada Keynote de presentación del M1 que sorprendió, porque al llevar la palabra eficiencia en su nombre y no rendimiento, lo lógico es pensar que son mucho menos potentes.

M1 Air

Durante años, en el mundo ARM-Android se ha estado usando la arquitectura Cortex A55, empleada para núcleos de alta eficiencia complementarios a los de arquitectura Cortex A75, A76, A77 o A78. Por ello, al llegar en el M1, se pudo sobreentender que esos núcleos Icestorm de alta eficiencia del M1 realmente eran núcleos pequeños.

Y tienen un tamaño más reducido en el chip, pero para nada son pequeños e inútiles. El concepto es distinto al de los A55 usados en SoCs en Android, pues la arquitectura de Apple es mucho más moderna y potente. Según Anandtech, en el Apple A14 del iPhone 12, que también usa núcleos Icestorm, estos núcleos están a la altura de núcleos Cortex A76 a 2,2 GHz, con 3 veces más eficiencia energética. No hablamos de algo menor, pues el A76 se usa como núcleo de alto rendimiento en chips recientes tan potentes como el Snapdragon 855, el Kirin 990 o el Exynos 990.




Apple M1: anatomía de una revolución

Apple M1: anatomía de una revolución

Icestorm: una potencia decente, una eficiencia asombrosa


Icestorm Esos cuatro pequeños núcleos de alta eficiencia son una de las grandes claves del M1.

Apple afirmó que los cuatro núcleos de alta eficiencia consumen una décima parte de la energía de los cuatro núcleos de alto rendimiento, que son considerados la joya de la corona por ser los que propician que los equipos adelanten en rendimiento a los predecesores con Intel. Hasta ahora, más allá del análisis de Anandtech, centrado en el A14, que comparte arquitectura con el M1 pero que difiere, no hemos podido saber si esto era cierto.

Este asunto me interesaba tanto por saber cómo es que los núcleos de alta eficiencia tienen tanto protagonismo en el día a día, realizando casi todas las tareas normales del sistema, como por saber de qué eran capaces de verdad, para saber qué puede hacer Apple con ellos en el futuro y si solamente los usara en exclusiva.

Para ello, me propuse desactivar los núcleos Firestorm de alto rendimiento, algo que el sistema no ofrece, pero que logré con ayuda, con bastante suerte y tirando de línea de comandos. No es nada difícil, pero requiere desactivar la Protección de la integridad del sistema. Para medir los consumos del M1 y del resto de procesadores que se han probado hemos utilizado el comando "sudo powermetrics" e Intel Power Gadget.

En primer lugar, veamos cómo estos cuatro núcleos se comparan con el M1 funcionando al completo, según Geekbench 5. Esto nos dará una primera idea de a qué procesadores móviles y de escritorio son comparables. Este es el resultado de ejecutar el famoso benchmark utilizando solamente los núcleos Icestorm:


Icestorm Prueba de Geekbench 5 utilizando solamente los cuatro núcleos Icestorm de alta eficiencia.

Como vemos, el rendimiento en single core es bajo, a la altura de lo que Apple proporcionaba en los núcleos del A9 en el iPhone 6s hace cinco años. Eso sí, esa debilidad se relativiza pensando en que es la potencia en single core de un Snapdragon 845, el SoC estrella en Android en 2018. En cuanto a multi core, también se sitúa en esa franja, en la del Snapdragon 845, que contaba, eso sí, con ocho núcleos en disposición 4+4.

En iPhone, usando todos los núcleos, los cuatro Icestorm del M1 tienen una potencia similar al A11 del iPhone X. Para encontrar Macs equivalentes, podemos ir, por ejemplo, a 2013 o 2014, cuando mi viejo MacBook Pro daba 515 puntos en single core. Eso sí, en multi core, los cuatro núcleos Icestorm son comparables a lo que Apple prometió: un MacBook Air i3 de 2020, también similar a los Pro con i5 dos núcleos de 2017 de séptima generación.

Por incluso más en perspectiva el dato de los cuatro núcleos de alta eficiencia, repasemos cómo se comparan por sí mismos con la Surface Pro X 2020, lo mejor que tiene el mundo ARM y Qualcomm en portátiles con Windows 10. Con cuatro núcleos de alto rendimiento funcionando a 3,15 GHz y cuatro de alta eficiencia, el chip SQ2 de la Surface Pro X 2020 es sólo un 56% más rápido que los cuatro núcleos de alta eficiencia del M1 funcionando a 2,06 GHz (3.100 puntos en Geekbench 5 versus 1.977 de los Icestorm).

Pero la clave de estos núcleos, como veremos, no es su ya decente potencia, sino su eficiencia. Veamos, antes de pasar a eso, el resultado en Geekbench 5 de todo el M1, tal y como viene de fábrica:


Macbook Air Prueba de Geekbench 5 utilizando todos los núcleos del M1 en el MacBook Air, tal y como viene de fábrica. En single core se utiliza siempre uno de los núcleos más potentes, en este caso un Firestorm.

El núcleo Firestorm, el de alto rendimiento, es 3,32 veces más potente que el Icestorm. Pero lo más sorprendente es que, como veremos, a un tercio de potencia, estos núcleos requieren solamente un décimo la energía que los de alto rendimiento. En Geekbench 5, el pico de consumo del M1 es de 18 vatios, mientras que utilizando solamente los núcleos pequeños, es de 1,4 vatios.

Icestorm y Firestorm bajo la lupa con Cinebench R23


Macbook Air M1 El M1 se calienta más en el MacBook Air que en el Pro debido a la falta de ventilador. Foto: Pedro Aznar.

Geekbench es un buen benchmark, pero no llega a saturar demasiado los núcleos de los procesadores, y no permite ejecutar solamente las tareas para un núcleo. Sin tener los medios para realizar pruebas con benchmarks de la industria, como SPEC2006 o 2017, el mejor benchmark para comparar el rendimiento en CPU es Cinebench R23, nativo para Intel y Apple Silicon y representativo del uso real, pues para renderizar utiliza el mismo motor de Cinema 4D, que pertenece a la misma compañía que lo desarrolla, Maxon.

En esta prueba es donde se confirma todo lo que Apple prometió en rendimiento, y todo lo que hemos intuido en eficiencia. Veamos primero los resultados en puntuación de Cinebench R23 en single core utilizando el núcleo Firestorm de alto rendimiento, el núcleo Icestorm de alto rendimiento y uno de los núcleos de MacBook Pro de 16" a la venta en 2020, que cuenta con un i7-9750H de seis núcleos.


Como expresa la tabla, los núcleos de alta eficiencia del M1 logran un tercio de la puntuación de los de alto rendimiento. Sin embargo, lo hacen con una décima parte del consumo, respondiendo al cometido para el que han nacido con una eficiencia tres veces superior a la de sus hermanos mayores. Con una puntuación que solo es poco menos de la mitad, los núcleos de alta eficiencia Icestorm arrojan una eficiencia 31 veces superior a la del i7 de Intel. Una parte importante de esta diferencia se explica porque el procesador de Intel sigue fabricado en un proceso de 14 nanómetros, frente a los 5 nanómetros del M1.

Los núcleos Firestorm de alto rendimiento del M1 son diez veces más eficientes que el i7-9750H, gracias a un consumo siete veces menor. Y todo ello, funcionando con una frecuencia similar, en unos 3-3,2 GHz. Me parece todo un hito contra casi lo mejor que tuvo Apple en 2020 en portátiles. Siento que llamarlo revolución es exagerado, pero es justo lo que es.




En todas las pruebas, probaremos el M1 con sus ocho núcleos al completo y, paralelamente, con limitando el chip a los cuatro núcleos Icestorm de alta eficiencia (4C en las tablas)

En la prueba multi core de Cinebench R23, hemos utilizado los mismos equipos. En el MacBook Air M1 hemos hecho la prueba tanto como viene de fábrica, con sus ocho núcleos, como con los cuatro de alta eficiencia en exclusiva . Así ha resultado:


Como vemos, la situación vuelve a repetirse. Los núcleos Icestorm del M1 logran una eficiencia tres veces superior al M1 en conjunto, con un consumo unas diez veces menor. Respecto al i7, al que supera en el caso del MacBook Pro M1, mejor refrigerado que el Air M1, el M1 logra superar en casi seis veces la eficiencia de Intel, con un consumo también casi seis veces menor.

El M1 en uso real: lo que los benchmark no siempre cuentan

Tras haber analizado el rendimiento del M1 en pruebas dedicadas, ahora toca hacerlo en uso real, y lo más relevante es que llegan casos en los que los benchmark dejan de ser representativos por falta de optimización de las aplicaciones que hemos probado o porque no teníamos en cuenta lo que elementos como el Neural Engine podían ayudar.

Compresión ZIP: sacando partido a la potencia de los Firestorm

Zip

Una prueba muy básica en macOS es la de comprimir un archivo de "cierto" tamaño como la ISO de Ubuntu 20.04. Es algo que podemos llegar a hacer mucho dependiendo de cómo enviemos archivos o de lo que necesitemos comprimirnos. Al existir la opción de "comprimir" en el Finder de macOS y en iOS (en la aplicación Archivos) me parecía interesante para ver qué tal rinden los distintos equipos, y para comprobar si el M1 tiene tanto en común con el A14 como pensamos.

Es una prueba en la que lo que importa es la potencia de un solo núcleo, tanto en iOS como en macOS:


Como podemos ver en los resultados, la potencia mononúcleo del M1 hace que supere con cierto margen al MacBook Pro de 16" de 2020 y al MacBook Pro 13" 2020 de cuatro puertos que se sigue vendiendo a día de hoy con i5 por 2.129 euros. Es la última generación de Intel en un Mac, así que también resultaba interesante.

Aquí vemos que el M1 del MacBook Air consigue lo mismo que el i7 del Pro de 16" en un 77% del tiempo que toma el chip de Intel, y en un 68% de lo que le lleva al i5 de décima generación de 28 vatios. A nivel de arquitectura, es muy interesante ver cómo el M1 prácticamente empata con el A14 del iPhone 12, cuyo núcleo Firestorm es algo más lento en frecuencia de reloj.

El iPad Pro 2020 es más potente que el iPhone 12 utilizando todos sus núcleos, pero al tener una arquitectura de hace dos años, comprimiendo con un núcleo solamente logra empatar con el i5 del MacBook Pro. Es una cifra que tiene sentido, pues ambos están más o menos a la par en bechnmarks.




Apple Silicon: detalles de una transición increíble hacia procesadores propios

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Creación de PDF a partir de imágenes RAW

Una herramienta optimizada muy interesante para hacer pruebas reales de rendimiento es Automator, y por ello la utilizaremos varias veces en nuestras pruebas. En este caso, generaremos un PDF a partir de 28 imágenes RAW de Nikon, resultando en un archivo final de 2,48 GB. Para ello, el sistema vuelve a utilizar los recursos de solamente un núcleo. Y, por ello, vemos una vez más superioridad del M1 sobre el i7.


En el resto de resultados hay correlación con lo observado en la prueba de Cinebench R23, nuestra referencia para conocer el rendimiento máximo.

Conversión de un vídeo H.264 a Apple ProRes 422

Automator también nos ha servido para codificar un archivo 4K grabado por un iPhone en H.264 a Apple ProRes. Esta codificación utiliza todos los núcleos disponibles de forma bastante intensa tanto en Intel como en Apple Silicon, y el M1 vuelve a estar por encima en los equipos utilizados en la prueba.


Exportación de 30 páginas de Keynote a vídeo Apple ProRes 4444

Apple Keynote

Una prueba muy interesante que utiliza todos los núcleos disponibles es la exportación de diapositivas en Keynote a video. En mi caso, por llevar los equipos al máximo, opté por exportar 30 diapositivas a un vídeo de resolución 2.880 x 2.160 píxeles con códec Apple ProRes 4444. Lo lógico habría sido exportar en H.264 o HEVC, pero ahí la utilización de los núcleos es bajísima gracias a la codificación por hardware, por lo que no estaríamos comparando lo mismo con respecto a los equipos con Intel.

Al hacer la prueba por primera vez, me di cuenta de que el archivo generado era tan grande que necesitaba mucho tiempo para acabar la exportación, sin depender ya de CPU sino de SSD. Así que como el comportamiento era el mismo en todos los equipos (parar CPU y saturar el SSD), opté por parar el cronómetro los datos justo cuando el uso de CPU se reducía para pasar a ser irrelevante.


Aquí el M1 reina de nuevo frente al i7 del MacBook Pro 16" 2020, que tarda casi el doble de tiempo en realizar la exportación. El MacBook Pro 13" 2020 es más de dos veces más lento. Recordemos que ambos equipos son ahora mismo 2,39 y 1,8 veces más caros que el MacBook Air M1 base con el que estamos haciendo las pruebas.

Conversión de una página de una revista en PDF a HEIC: la "magia" de la codificación por hardware

Una prueba que solía hacer para comparar CPU de ordenadores con Intel era convertir la primera página de una revista en PDF a HEIC, el formato de compresión mejorada que Apple usa para tomar fotografías en los iPhone, y para el que sus chips tienen codificación dedicada por hardware. Aquí se ve que con cierta ayuda de uno de los núcleos (en el consumo), el M1 con ocho y cuatro núcleos está demasiado lejos del resto.


Y lo relevante vuelve a ser no que consigue ser mucho más rápido que el i7, sino que para lograr el mismo objetivo consume 20 veces menos energía, genera mucho menos calor y no pone los ventiladores al máximo (en el caso del MacBook Pro y del mini, que sí tienen).

Creación de panorámica en Adobe Lightroom: un aviso sobre la mala optimización

Adobe ha lanzado recientemente la versión optimizada de Adobe Lightroom (la versión no Classic). El rendimiento es bueno en general, pero tras hacer la prueba que tenía pensada, me he llevado una gran decepción. He elegido la función de "Combinación de fotografías" -> "Combinación de panorama", alimentándola de 29 archivos RAW. Es una prueba exigente y que depende mucho del uso de los núcleos.


El problema es que, pese a estar optimizada para Apple silicon, la aplicación es más lenta con código nativo que con la traducción de Rosetta. De hecho, con Rosetta, los cuatro núcleos de alta eficiencia logran ser más rápidos que los ocho núcleos al completo con código nativo. Son los primeros pasos de Adobe en Apple silicon, pero sorprende este rendimiento no siendo una beta. En este caso, como veremos ahora en Handbrake, los equipos Intel van mucho mejor que el M1, aunque lo que quería era mostrar la importancia de optimizar bien las aplicaciones.




En las pruebas que hemos realizado tanto en Lighroom como en Handbrake, el rendimiento ha sido mejor con Rosetta que ejecutando código nativo de Apple silicon

Conversión de un vídeo H.264 a H.265 con Handbrake

Handbrake

Handbrake es un fantástico conversor de vídeo que cuenta con multitud de opciones y que, en su versión beta, se ha actualizado para soportar el M1. Cuenta con opciones de codificación por hardware, pero en nuestro caso queremos comparar peras con peras, así que hemos hecho una codificación por software. En concreto, hemos descargado el archivo "jellyfish-45-mbps-hd-h264.mkv" de esta web.

Así, convertimos este archivo de vídeo 1080p con códec H.264 a códec H.265 y con contenedor MKV. Es un preset en Handbrake, así que cualquiera puede probarlo. Esta prueba es muy intensiva en CPU, y utiliza todos los núcleos.


Al ser la duración de las pruebas algo más larga, el M1 del MacBook Air se resiente sin ventilador frente al MacBook Pro M1 con ventilador. Lo realmente interesante de esta prueba es que nos ha servido para confirmar que algunas aplicaciones no están optimizadas pese a ejecutarse sobre código nativo, como ya hace Handbrake 1.4 beta. Así, la prueba con Rosetta (código Intel) ha sido más rápida que la prueba con el binario universal de Apple Silicon, como se ve en el gráfico.

Compresión 7-Zip con Keka: aprovechando todos los núcleos

Dado el fiasco con Lightroom y en menor medida con Handbrake, estuve buscando una aplicación ya actualizada y compilada para Apple silicon que sacara todo el partido al M1, y recordé que en comparativas de rendimiento es común utilizar compresión 7-Zip como prueba de uso real. En macOS no hay cliente oficial, pero Keka realiza compresión 7z y está muy bien optimizada, como veremos por la diferencia entre el resultado normal y el de Rosetta.


Incluso con Rosetta, que ahora sí tiene una diferencia considerable con la aplicación nativa, el M1 logra superar al i7-9750H utilizando todos sus núcleos, con un margen considerable, y eso que en esta prueba el MacBook Air llega a reducir a reducir la velocidad de reloj para enfriarse. Además, hay que recordar una vez más que el i7 supera los 60 vatios de consumo mientras que el M1 al enfriarse está sobre los 11.

En la parte baja del gráfico, los cuatro núcleos Icestorm demuestran una vez más que los valores obtenidos en Cinebench R23 utilizando todos los núcleos guardan relación con la realidad, empatando con el MacBook Pro de 13" de 2017. Eso sí, este último utiliza un valor cercano a 20 veces más energía para realizar esta misma tarea.

Una GPU integrada muy potente que sorprende tanto como los Icestorm y Firestorm

Gpu

El caso con la GPU del M1 vuelve a repetirse. Sabemos desde hace mucho tiempo que Apple también lidera aquí en los iPhone y iPad, y aunque se echa de menos un chip gráfico dedicado, en el día a día, y fuera de necesidades específicas, el rendimiento es excepcional.

Para tratarse gráficos integrados y no tener memoria asignada en exclusiva, la GPU del M1 es la mejor integrada del mercado, a mucha distancia del resto. Pero como con los núcleos de la CPU, la cosa no queda ahí, porque logra ser mucho mejor que las propuestas integradas de Intel y AMD, con un consumo también mucho menor.

Respecto a las dedicadas de los MacBook Pro de 16" que hemos podido probar, las Radeon 5300M y 5500M, la GPU del M1 queda sorprendentemente cerca en cuadros por segundo en el benchmark de gaming GFXBench (Aztec Ruins High Offscreen 1440p). Es un benchmark ya adaptado a Apple Silicon y que utiliza la librería Metal en todos los modelos.


Aunque no aparecen en la tabla, las últimas soluciones portátiles dedicadas de Intel y AMD quedan muy lejos del M1, con 44 y 30 fps respectivamente en los procesadores de última generación lanzados al mercado. Es una ventaja que no sorprende, pues el iPad Pro de 2018 lograba 50 fps y el iPhone 12 Pro 36 fps.




Tal y como ocurre en otras pruebas, el M1 se ha mantenido prácticamente fresco al hacer el test de GPU, mientras que los dos MacBook Pro de 16" con Radeon 5300M y 5500M han llegado a poner los ventiladores a 5.000 rpm

Según ha desvelado Mark Gurman, se espera que haya equipos con Apple Silicon con 16 y 32 núcleos de GPU, siendo el primero el que cabría esperar en un MacBook Pro 16" base con Apple Silicon. Viendo todo el espacio térmico que tiene Apple para crecer en ellos desde los 10,2 vatios del M1 en el MacBook Air hasta los 61 vatios del MacBook Pro de 16" con la Radeon 5500M, es posible esperar que se duplique el rendimiento del M1 en gráficos. Esto no ha hecho más que empezar.

El Neural Engine en todo su esplendor con Pixelmator Pro: lo que no se ve en un benchmark clásico

Neural Engine M1

Uno de los apartados más interesantes del M1 es que no todo es potencia de CPU o GPU. Como decía mi compañero Javier Pastor en su anatomía del M1, en el contexto de la computación heterogénea, "los chips de Apple cuentan con un buen número de chips especializados con núcleos dedicados a tareas muy específicas".

Dentro de todos ellos, destaca el Apple Neural Engine o Motor Neuronal de 16 núcleos, "capaz de realizar 11 billones de operaciones por segundo". Con él, el sistema es capaz de realizar tareas concretas usando aprendizaje automático mucho más rápido que usando la GPU o CPU, con un consumo energético mucho menor.

Por el momento, no es fácil encontrar aplicaciones dedicadas que ya hagan uso del Apple Neural Engine, pero el futuro es muy prometedor. Adobe ya ha lanzado en beta algunas aplicaciones compatibles con Apple silicon, y muestra así la ventaja que el M1 tiene con su Neural Engine frente al MacBook Pro de 16". Como vemos, hace la detección de escena en cuatro veces menos tiempo.

Neural Engine

Sin embargo, gracias a Pixelmator Pro hemos podido hacer nuestras propias pruebas con la función "ML Super Resolution", que utiliza aprendizaje automático para multiplicar por tres la resolución de una imagen "sin perder calidad". En una primera prueba con imágenes muy pequeñas, el M1 es el doble de rápido que el i7 de entrada del MBP 16" 2020. Sin embargo, queríamos hacer la prueba con una imagen grande (de 8000?×?5806 píxeles), para ver qué tal rendían los distintos equipos. Estos son los resultados:


El M1 vuelve a ganar con solvencia gracias a que solamente está usando el Neural Engine para una tarea en la que el MacBook Pro de 16" utiliza GPU y CPU, alcanzando los 33 vatios. Es 26 segundos más lento, utilizando 12 veces más consumo energético. En imágenes más pequeñas, tipo una captura de pantalla recortada, el M1 fue hasta el doble de rápido que el i7. Y esto es solo el principio, a la espera de ver lo que los desarrolladores son capaces de exprimirlo.

Consumos máximos del M1 en el MacBook Air

Antes de que Apple anunciara el desembarco de Apple Silicon, se hablaba mucho de hasta qué punto sería la compañía capaz de superar a Intel o AMD con chips "como los de un iPhone". La realidad es que el M1 es más que eso, y gracias a una capacidad de refrigeración mejorada respecto a los móviles y a los iPad, Apple permite que el consumo del chip con los núcleos grandes saturados (algo que hemos hecho con Prime95) se dispare hasta poco más de 18 vatios con los núcleos de alto rendimiento funcionando a 3,2 GHz.


M1 Firestorm Imagen del clúster de cuatro núcleos de alto rendimiento del M1 (P = Performance) rindiendo casi al 100% de su capacidad. 18.384 mW = 18,38 vatios de consumo.

Eso sí, ese consumo y velocidad de reloj baja rápidamente (en 30 segundos, aproximadamente) en el MacBook Air debido a la falta de ventilador, y se estabiliza en unos nueve vatios en rendimiento sostenido. Estaba bajada de rendimiento no es nada perceptible en el día a día, donde como ya hemos dicho, se utilizan poco los núcleos de alto rendimeinto. Aun así, cabe señalar que en el Mac mini y en el MacBook Pro, ambos equipados con ventilador, esta pérdida de rendimiento es inexistente.

En el caso de los núcleos Icestorm, con los Firestorm de alto rendimiento desactivados, el consumo máximo del clúster de eficiencia es de 1,7 vatios con todos los cores funcionando a su máximo, 2,06 GHz. De nuevo, es impresionante que con un consumo máximo tan bajo, estos núcleos gobiernen tan bien el equipo sin ayuda de sus hermanos mayores.


Icestorm M1 Imagen del clúster de cuatro núcleos de alta eficiencia del M1 (E = Efficiency) rindiendo casi al 100% de su capacidad. 1.777 mW = 1,77 vatios de consumo.

Respecto a la GPU, el consumo máximo observado haciendo el benchmark GFXBench es de 8,5 vatios en el MacBook Air con siete núcleos en la GPU integrada. En el caso del Mac mini M1, conectado a la corriente, asciende a 10 vatios con la GPU de ocho núcleos.

En cuanto al consumo máximo del último componente del M1 del que el sistema informa, el Apple Neural Engine o motor neuronal, el consumo máximo que hemos logrado obtener con Pixelmator Pro es de 2,2 vatios, una cifra también espectacular teniendo en cuenta todo lo que se exprime. El Neural Engine también se activa cada vez que usamos la cámara, arrojando en esos casos un consumo de 0,12 vatios.

Por último, me propuse saturar al máximo todas las partes del chip a la vez, con cierto éxito. De forma muy limitada en el tiempo, conseguí un consumo de 17,36 vatios de CPU, 8 vatios de GPU y 1,03 vatios de RAM. En conjunto, el "paquete" arrojaba una cifra de 27,2 vatios. Quizá, si hubiera logrado usar el Neural Engine a la vez, habría rozado los 30 vatios.

Apuntes sobre la energía y posibilidades


Bateria La autonomía del MacBook Air M1 es realmente sorprendente.

Con todo lo que hemos hablado sobre el consumo energético del M1 y de sus núcleos de alta eficiencia, cabe preguntarse qué posibilidades da esto para otros equipos futuros. Lo primero que hay que decir es que tampoco veo que lanzar un dispositivos que solamente tuviera núcleos de alta eficiencia cambie mucho la jugada de Apple.

Podría lanzar un chip mucho más barato, e incluso equiparlo solamente con una CPU con ocho núcleos de alta eficiencia, que, de crecer en rendimiento como los cuatro, podría compararse casi a lo mejor que tiene Intel con la undécima generación. Eso sí, el rendimiento con un solo núcleo es muy importante para Apple como para mantenerlo tan "bajo" como ofrecen los Icestorm. Probablemente, sin un cambio de arquitectura, mejorarlo sería factible subiendo algo las frecuencias de los núcleos de alta eficiencia, que sigue siendo bajita.

A nivel de posibilidades, algo con ese consumo y calentamiento podría potenciar perfectamente un Mac que tuviera el tamaño de un Amazon Fire Stick 4K, y que, aunque no tuviera muchos puertos, encajaría plenamente con la estrategia de la compañía desde la adopción de USB-C / Thunderbolt 3.


Compute Stick Apple tiene en sus manos la posibilidad de conseguir, por primera vez, un dispositivo como el Intel Compute Stick, pero con potencia suficiente para la mayoría de tareas.

Pasando a escenarios más realistas, utilizar solamente núcleos de alta eficiencia no tiene sentido al ver cómo el sistema logra gobernar a los dos grupos de Icestorm y Firestorm. Es tan bueno el aprovechamiento que se hace de los de alta eficiencia que haciendo pruebas de reproducción de vídeo de una hora en Twitch con brillo fijado he obtenido resultados similares con cuatro núcleos y con ocho. Lo mismo ocurre con videollamadas en Zoom. Esto se debe a lo que decía de que los núcleos de alto rendimiento solamente intervienen cuando se les necesita, como para abrir una aplicación al máximo de velocidad. En los escenarios mencionados no se les usa demasido.




Mientras que viendo un directo de Twitch un MacBook Pro de 13" de 2020 consume unos 4 vatios, un MacBook Air M1 consume menos de medio, y con mucha menos oscilación de consumo. Ahí está el ahorro real

Sin embargo, los núcleos de alta eficiencia van a tener un gran protagonismo en hacer que equipos futuros con Apple silicon, como el sucesor del MacBook Pro de 16", tengan autonomías envidiables. Con el mismo uso que un MacBook Air, y creciendo algo el consumo por tener una pantalla más grande (que parece que pronto serán más eficientes gracias al uso de miniLED), da igual que Apple les regale cuatro o doce núcleos más de alto rendimiento: los Icestorm seguirán siendo tremendamente capaces y cumpliendo el mismo papel.

Así, para uso ligero, no será extraño ver en un MacBook Pro de 16" más 30 horas de autonomía en reproducción de vídeo, por ejemplo, frente a las 18 de las que Apple habla en el Air. No es descabellado considerando que mantengan chasis y capacidad actual de batería, fijada en 99.8 vatios-hora (por 49.9 vatios-hora del MacBook Air M1).




Aunque el M1 sea más eficiente que los Intel contemporáneos, cuando se le exija al máximo drenará la batería a buena velocidad: ahí no hay revolución

De todas las novedades, contar con los Icestorm me parece lo que más cambia las reglas del juego. Porque algo hay que tener claro: si a un MacBook Pro 13" con M1 se le exige durante mucho tiempo con todos sus núcleos al 100%, es decir, consumiendo unos 17-18 vatios, la batería se drenará rápido. En ese escenario, los resultados de autonomía no serán tan distintos a los de un i5 de Intel de bajo consumo, aunque sí logrará mucho rendimiento. Pero es en tareas ligeras donde esta la ganancia real que nos permite salir de casa sin sustos.

Un futuro brillante por delante tras disipar muchas dudas


Macbook Pro Una batería mucho más grande que la de los equipos de 13" y una mayor capacidad de disipación le pueden dar al MacBook Pro de 16" un autonomía y un rendimiento nunca antes visto en portátiles.

Tras haber realizado muchas pruebas al M1 y a algunos de sus predecesores y competidores directos en la gama que Apple tiene la venta, lo que ha iniciado el M1 me parece una revolución. Una que, por no cambiar demasiado la industria en sus inicios, porque no modifica el uso en el día a día, quizá pasa un poco desapercibida. Pero no pasará para quien vea que la autonomía de su portátil se triplica, que los ventiladores ya no suenan, que muchísimas tareas concretas se ejecutan con una velocidad nunca antes vista en escritorio, etc.

En cualquier caso, tras comprobar que las promesas del M1 son reales, solamente nos queda esperar a sus hermanos mayores de generación. En ese sentido, Mark Gurman suele ser una fuente fiable, y sobre qué llegará tras el M1 ha ofrecido información con ciertos detalles interesantes.

A comienzos de diciembre, contó en Bloomberg que Apple está desarrollando procesadores para Mac con hasta 32 núcleos de CPU. Para la próxima generación de MacBook Pro y iMac, habló de que Apple estaba trabajando en chips de hasta 16 núcleos de CPU alto rendimiento y 4 núcleos de alta eficiencia (16+4), aunque también señaló que primero podrían decantarse por lanzar de 8+4 o 12+4, dependiendo de la producción.

Teniendo en cuenta que en el M1 he podido desactivar uno a uno los núcleos a partir del quinto (el primero de alto rendimiento) para observar cómo se comportaba a nivel de crecimiento, y que su rendimiento y consumo crece de forma prácticamente lineal (unos 1400 puntos con cada núcleo sumado), me he tomado la licencia de hacer esta estimación a partir del octavo núcleo, manteniendo siempre la base que aportan los cuatro Icestorm de alta eficiencia. Evidentemente, no se trata de una predicción, pero sí puede dar para entender por dónde se pueden mover los M1X o M2, sea cual sea su nombre.


La imagen de por sí no nos dirá mucho, pero si la estimación fuera correcta, con 8+4 núcleos, el M1X superaría en unos 2.000 puntos al Ryzen 5600X, que consume unos 61 vatios con todos los núcleos en uso. El M1X lo haría con 29,3 vatios, menos de la mitad. Si Apple lanza un modelo con 12+4 núcleos, la estimación dice que alcanzaría los 18.774 puntos con 43,3 vatios, superando por unos 2.000 puntos al Ryzen 5800X y estando a la altura del Ryzen 3900X. Finalmente, con 16+4 núcleos, el modelo de estimación arroja 24.414 puntos con 57 vatios, poniéndose a la altura de colosos como el Ryzen 3950X y el 5900X (94 vatios con todos los núcleos activos). En favor de AMD, hay que ser justos y mencionar que Apple logra sus consumos actuales con litografía de 5 nanómetros, versus los 7 nanómetros de los Ryzen 5000.

En este momento, teniendo en cuenta el avance que han supuesto los Ryzen 5000 y la arquitectura Zen en sí, parece una auténtica locura. Pero a muchos también se lo parecía que el M1 pudiera superar a chips de bajo consumo de Intel en CPU y GPU (y no hablemos ya de superar a chips como el i7-9750H con que tanto hemos comparado), y lo logró, con mucho margen. Como decía mi compañero Javipas, el M1 fue la gran no sorpresa de 2020 para quien hubiera ido prestando atención a la progresión de chips de Apple en iPad y iPhone.


Apple Silicon 1 Este gráfico fue toda una declaración de intenciones de Apple, y si consideramos que el M1 se encuentra en la parte baja de la zona azul, es realista pensar que las estimaciones encajan en la parte media y alta.

En ese sentido, las pruebas de Cinebench R23 filtradas del kit de desarrollo para la transición (DTK), que no deja de ser un Mac mini con la misma CPU del iPad Pro de 2018, han demostrado que hace dos años, Apple ya estaba a la altura de lo que Intel ofrece en portátiles de bajo consumo en la undécima generación cuando se usan todos los núcleos. Y todo ello, con la disipación limitada que permite un iPad.

Como decía el conocido e influyente desarrollador Steve Troughton-Smith, que tiene a día de hoy un Mac mini DTK, "lo que han mostrado el DTK y macOS 11 es que Apple podría haber lanzado Macs ARM mucho antes". Pero, eso sí, "habrían sido tan buenos como los Macs Intel, no la experiencia increíble que es el M1". Y al exprimir el M1 al máximo desde el núcleo menos potente hasta el más capaz, coincido totalmente con esa percepción.

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Fecha: 22-01-21
Categoría: Informática

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