Обзор ноутбука Apple MacBook Pro 13″ Late 2020 (A2338): пришел лесник и всех выгнал

Пока Intel пытается остановить марш AMD по сектору мобильных ПК, у нее появился еще один конкурент, и он сразу метит на лидерское место по быстродействию и энергоэффективности. Проверим в реальных условиях, правда ли все то, что говорят про «Маки» на ARM’овских чипах M1

• Страница 1 — Технические характеристики, цены. Внешний вид и эргономика. Внутреннее устройство и возможности апгрейда
• Прощай, x86. Здравствуй, ARM
• Прочие технические характеристики, цены
• Внешний вид и эргономика
• Внутреннее устройство и возможности апгрейда
• Страница 2 — Методика тестирования. Качество экрана. Тактовые частоты, энергопотребление, температура, уровень шума. Синтетические тесты производительности
• Методика тестирования
• Участники тестирования
• Качество экрана
• Тактовые частоты, температура и уровень шума
• Синтетические тесты производительности
• Страница 3 — Производительность в рабочих приложениях. Производительность SSD. Время автономной работы. Выводы
• Производительность в рабочих приложениях
• Производительность SSD
• Время автономной работы
• Выводы

Разговоры о том, что Apple откажется от процессоров Intel в пользу решений собственного дизайна, идут уже давно. Ранее в этом году компания из Купертино распространила среди избранных партнеров тестовые системы с мобильным чипом A14 на борту, чтобы подготовить разработчиков ПО для macOS к миграции на новую архитектуру, а теперь, наконец, сделала судьбоносный шаг. Система-на-чипе Apple M1, которая легла в основу нового поколения Mac Mini, MacBook Air и 13-дюймовой модели MacBook Pro, должна изменить все — радикально увеличить быстродействие, продлить время автономной работы и принести массу функций, которые складываются в общую картину пользовательского опыта под управлением новой версии macOS, ведь теперь Apple контролирует железо и программное обеспечение своих продуктов от и до.

Более того, если верить обещаниям производителя, M1 не просто исправляет недостатки предыдущих «Маубуков», которые тяготит прожорливый и горячий кремний Intel, но является попросту самым производительным чипом среди ноутбучных CPU. Давайте разберемся, что сделала Apple, чтобы подкрепить такие громкие заявления, и насколько они соответствуют действительности.

Прощай, x86. Здравствуй, ARM

Кристалл Apple M1 заменил на материнской плате сразу и интеловские процессоры, и несколько вспомогательных дискретных компонентов — таких как контроллер SSD и чип безопасности T2. В отличие от продуктов Intel и AMD, которые доминируют в ультрабуках сегодня, CPU-секция M1 работает под управлением набора команд ARM, а если точнее, самой последней итерации ISA под названием ARMv8.6-A с 64-битными расширениями AArch64. Центральный процессор M1 состоит из двух блоков ядер — четырех высокопроизводительных ядер Firestorm и четырех энергоэкономичных Icestorm. Операционная система распределяет нагрузку между ядрами того и другого типа в соответствии с характером задачи, но заметим, что, когда компьютеру требуется выложиться по максимуму (к примеру, в рендеринге 3D-графики или кодировании видео), все восемь ядер работают наравне, так что M1 вполне можно рассматривать как восьмиядерный CPU, но с поправкой на ограниченные возможности энергоэкономичного кластера.

Ядра Firestorm и Icestorm роднят M1 с чипом A14 Bionic, который используется в iPhone последнего поколения, но Apple усилила дизайн в соответствии с более высокими требованиями десктопной среды. В частности, скоростным ядрам Firestorm достался внушительный объем кеша: L1 каждого ядра вмещает 192 Кбайт данных и 128 Кбайт инструкций, а общий L2 — 12 Мбайт. У мелких ядер Icestorm эти показатели составляют 128 Кбайт, 64 Кбайт и 4 Мбайт соответственно.

Принципиальные отличия фирменных систем-на-чипе Apple от x86-совместимых CPU не сводятся к иному набору команд и асимметричным кластерам ядер. Ядра Firestorm характеризуются самым широким конвейером среди всех коммерчески доступных процессоров и могут декодировать по восемь инструкций за такт. Для сравнения: актуальные решения Intel и AMD ограничены четырьмя инструкциями в силу особенностей набора команд x86 (неравномерная длина инструкции). А дальше по конвейеру Firestorm высокий темп обработки поддерживает масса исполнительных блоков, работающих параллельно.

Как следствие широкой архитектуры, CPU на кристалле M1 сулит значительный прирост IPC (инструкций за такт) по сравнению с железом x86 и, таким образом, передовую однопоточную производительность без необходимости в настолько высоких тактовых частотах, к которым стремятся чипы Intel и AMD. Apple, как обычно, не декларирует такие параметры, как и энергопотребление кристалла. Но судя по нашим собственным измерениям (которые подтверждают данные из других заслуживающих доверия источников), частота ядер Firestorm в устройстве с активным охлаждением (MacBook Pro или родственный Mac Mini) не превышает 3,2 ГГц, а потолок Icestorm — около 2 ГГц.

TDP чипа M1 на платформе MacBook Pro равен 20–21 Вт, что соответствует типичным ориентирам мощности для ноутбучных чипов средней категории. А вот по компонентному бюджету это настоящий гигант: кристалл содержит 16 млрд транзисторов. Для сравнения: восьмиядерный чип Renoir от AMD — это всего лишь 9,8 млрд. Спасибо передовому техпроцессу 5 нм, которым воспользовалась Apple на мощностях тайваньской TSMC.

Внушительную долю площади M1 занимает интегрированный графический процессор. GPU состоит из восьми ядер, каждое из которых объединяет 128 шейдерных ALU. В MacBook Air на базе M1 одно ядро деактивировано, но MacBook Pro и Mac Mini достался чип с полностью работоспособным графическим конвейером. В общей сложности GPU содержит 1024 шейдерных ALU, 64 блока наложения текстур и 32 блока операций растеризации (ROP). Сравнивать такую конфигурацию с видеоадаптерами, встроенными в центральные процессоры Intel и AMD, попросту бессмысленно. Достаточно сказать, что по формуле ALU, TMU и ROP она полностью совпадает с мобильным вариантом GeForce GTX 1650 от NVIDIA. Конечно, это еще не значит, что устройства равны по быстродействию в реальных условиях. В частности, CPU и GPU в составе M1 пользуются общей шиной RAM, в то время как у GTX 1650 есть собственный массив GDDR5 или GDDR6. И тем не менее интегрированная графика M1 — это не только мощнейшее на сегодняшний день решение в своем классе, но и прямая замена дискретных GPU начального уровня.

Наконец, еще одним важным компонентом M1 являются 16 ядер так называемого Neural Engine, которые служат для ускорения задач машинного обучения. Вместе с операционной системой macOS 11 (Big Sur) Apple выпустила фреймворк ML Compute и файлы платформы TensorFlow, скомпилированные и оптимизированные под собственную архитектуру, так что M1 в состоянии перетянуть на себя и функции машинного обучения, которыми знаменит кремний NVIDIA.

Но конечно, все обещания рекордной производительности M1 в классе мобильных SoC сбудутся только при условии, что код приложений, во-первых, откомпилирован под ARM’овскую ISA, а во-вторых, содержит специфические оптимизации для архитектуры M1. Поэтому Apple приурочила к релизу новых «Маков» полномасштабное обновление операционной системы, которое удостоилось следующего недробного числа в названии — macOS 11 — спустя целых 19 лет после дебюта Mac OS 10.0. Все бинарники ОС и фирменных приложений Apple адаптированы для работы на процессоре M1. Большинство программ, которые предустановлены на лэптопе вместе с macOS, не требуют больше одной секунды для запуска, а сам лэптоп почти мгновенно выходит из спящего режима, стоит лишь поднять крышку экрана. В общем, польза от перехода с x86 на ARM ощущается сразу.

А что насчет продуктов сторонних разработчиков? Список известных приложений, которые уже портированы в нативный код для M1 или будут портированы в будущем включает (но не ограничивается перечисленными названиями) браузер Google Chrome, инструменты профессиональной визуализации Adobe, видеоредактор DaVinci Resolve и Microsoft Office.

При этом любая (по крайней мере, в теории) программа из обширной библиотеки, созданной для предыдущих версий macOS и архитектуры x86, работает на M1 через эмулятор Rosetta 2. Компьютер предлагает установить его при первом запуске несовместимого ПО и затем не требует от пользователя никаких дополнительных действий. Старые и новые приложения запускаются одинаково, и мы не столкнулись с тем, чтобы Rosetta 2 вызывала какие бы то ни было сбои или заметную невооруженным глазом потерю быстродействия. А действительный оверхед от эмуляции мы еще успеем замерить в бенчмарках.

Вместе с тем миграция компьютеров Apple на новую архитектуру не означает, что устройства прошлого поколения сразу лишатся доступа к обновленному ПО. Апгрейд до macOS 11 открыт далеко не самым свежим моделям «Маков», а сторонние программы, совестимые с M1, распространяются в виде универсальных бинарников. Кстати, такой формат позволяет пропустить через Rosetta 2 любое приложение, если вдруг нативный код вызывает какие-либо проблемы или хочется, как в нашем случае, сравнить производительность версий, скомпилированных под разные архитектуры. Достаточно поставить галочку в свойствах пакета с программой, а сам исполняемый файл можно запустить в терминале при помощи команды:

arch -x86_64

Наконец, теперь можно открывать в macOS приложения из App Store для iPhone и iPad, если не нашлось десктопной альтернативы. А вот чего безвозвратно лишились покупатели новых «Маков», так это возможности установить Windows на голое железо через Boot Camp, а виртуальные машины пока справляются только с бесполезной для большинства пользователей ARM-сборкой ОС Microsoft. Parallels обещает в скором времени решить сложности виртуализации x86-версий Windows, которую в данном случае придется комбинировать с эмуляций инструкций, и нам не терпится узнать, насколько сильно это все ударит по производительности. Но, как ни крути, Mac теперь снова отстыковался от мира персональных компьютеров в строгом смысле этих слов.

Прочие технические характеристики, цены

Оперативная память MacBook Pro распаяна на одной подложке с кристаллом M1 в виде двух микросхем высокой плотности общим объемом 8 или 16 Гбайт. Чипы LPDDR4X рассчитаны на пропускную способность одного канала в 4266 МТ/с, что является стандартом для множества ультрабуков последнего поколения на чипах Intel Ice Lake или Ryzen 4000. Но у M1 есть одно важное отличие: в то время как два канала LPDDR4X на типичной платформе x86 формируют интерфейс передачи данных шириной в 64 бит, Apple использует широкую 128-битную шину. Как следствие, пропускная способность ОЗУ здесь фактически удвоена, что особенно важно для встроенного графического процессора. M1 использует унифицированную архитектуру системной памяти, когда ядра CPU и GPU имеют доступ к внешней памяти на равных условиях. 

Проблема интегрированного дизайна M1 только в том, что объем RAM в 16 Гбайт в современных условиях представляет собой минимум для требовательных профессиональных приложений, да и для повседневной работы уже не выглядит избыточным. Запас ОЗУ на будущее у нового MacBook Pro под вопросом, а о конфигурациях с 8 Гбайт RAM лучше забыть сразу: если вы не собираетесь запускать рабочие приложения, которым требуется больше оперативки, или держать в браузере десятки открытых страниц, стоит рассмотреть более дешевый MacBook Air последнего поколения.

Вот с объемом накопителя здесь полный порядок. Базовая конфигурация включает SSD объемом 256 Гбайт, и этого опять-таки будет достаточно только самым казуальным пользователям, но есть возможность апгрейда вплоть до 2 Тбайт. Только об этом, как и об оперативной памяти, нужно позаботиться на этапе покупки. Ни один компонент лэптопа не подлежит самостоятельной замене.

Вместе с чипом M1 ноутбуки Apple обрели поддержку сетевого стандарта WiFi 6 (IEEE 802.11ax). Однако беспроводной модуль MacBook Pro не рассчитан на полную пропускную способность, предусмотренную спецификациями. В действительности она еще и снизилась с расчетных 1,3 Гбит/с у прошлых моделей 13-дюймового MacBook Pro до 1,2 Гбит/с. Впрочем, стандарт WiFi 6 — он не только и не столько про скорость передачи данных, сколько про устойчивость в загруженных сетях и экономию энергии, которая является для инженеров Apple одним из главных приоритетов.

На стороне проводных коммуникаций MacBook Pro может похвастаться интерфейсом Thunderbolt 3, который — также впервые для «Маков» — способен работать в альтернативном режиме USB 4. Как видите, Intel отлучили от будущих продуктов Apple, но поддержка Thunderbolt не ушла вместе с ней. M1 не нуждается в дискретном контроллере от Intel, и вся необходимая логика встроена прямо в SoC. Впрочем, в паспортных данных ничего не сказано про скорость USB. По стандарту она не должна быть меньше 20 Гбит/с, что является эквивалентом USB 3.2 Gen 2 × 2, но доходит и до 40 Гбит/с (как у Thunderbolt 3). В любом случае это чрезвычайно скоростной интерфейс для пользователей современной периферии, которая может насытить его пропускную способность. Жаль только, что в плане подключения внешних мониторов Apple пришлось сделать шаг назад. Младший MacBook Pro на интеловской платформе можно соединить с двумя дополнительными экранами, а новую модель — только с одним монитором (при разрешении вплоть до 6К с частотой обновления 60 Гц).

Apple не стала повышать цену базовой конфигурации 13-дюймовой «прошки». Сборку с 8 Гбайт оперативной памяти и SSD объемом 256 Гбайт по-прежнему можно купить на домашнем рынке Apple за $1 299 (без учета налогов). Увы, в России цены новинки начинаются с недоступной для многих суммы 129 990 руб. Спецификации ОЗУ и ПЗУ за такие деньги, прямо скажем, слабенькие, но не будем забывать, что за пределами «яблочной» экосистемы очень трудно найти лэптоп с таким экраном, клавиатурой и тачпадом, как у MacBook Pro, и даже он наверняка не обойдется дешевле. И это не считая SoC M1 с потенциально лучшими показателями быстродействия и энергоэффективности в своем классе. Полностью прокачанная модель MacBook Pro с 16 Гбайт RAM и 2-терабайтным накопителем тянет уже на $2 299 или 229 990 руб., из которых львиная доля приходится на SSD. 

Внешний вид и эргономика

С виду 13-дюймовый MacBook Pro нового образца попросту невозможно отличить от его предшественников. Apple собрала компьютер на базе чипа M1 в точно таком же корпусе. Впрочем, нельзя сказать, что дизайн лэптопов, который был представлен еще в 2016 году, с тех пор устарел. Это по-прежнему одна из самых тонких машин с экраном 13 или 14 дюймов. Однако не самая легкая — она весит 1,4 кг, — что с лихвой компенсирует жесткость корпусных панелей из фрезерованного алюминия. MacBook Pro ощущается как монолитное изделие, в котором ничто не прогибается и не скрипит, а под клавиатурой заложено прочное основание.

Собственно, клавиатура — это одно из главных достоинств всех мобильных компьютеров Apple. С тех пор как ушел в прошлое проблемный механизм-бабочка, клавиатура MacBook Pro застрахована от преждевременного выхода из строя. Тактильный отклик мембран четкий и равномерный, возврат клавиши в нейтральное положение происходит быстро. Впрочем, это все-таки не лучшая клавиатура из тех, которые производит Apple. У 16-дюймовой модели MacBook Pro, которая, по всей видимости, уже встала в очередь за процессорами M1, клавиши имеют удлиненный ход и дают большее сопротивление нажатию. Некоторым пользователям, включая автора обзора, клавиатура 13-дюймового «Мака» может показаться слишком мягкой.

А вот тачпад по-прежнему выше всяких похвал. Во-первых, он громадный, а во-вторых, под ним нет механических переключателей. Тактильную отдачу убедительно симулирует магнитный молоточек, и панель одинаково хорошо регистрирует нажатие в любой точке.

Вместо ряда функциональных клавиш у лэптопа есть чувствительная OLED-панель Touch Bar. И даже если вам не по душе это нововведение, придется с ним смириться. Разновидностей MacBook Pro с функциональными клавишами больше не производят. Touch Bar не поглотил только клавишу Escape и выключатель питания, совмещенный с биометрическим датчиком. Чего у новинки еще нет, так это пары дополнительных разъемов Thunderbolt/USB Type-C. Да-да, в любой комплектации лэптопа независимо от основных компонентов теперь лишь два разъема для подключения периферии (не считая mini jack для аналогового аудио), один из которых будет занят кабелем питания.

Машина заряжается таким же компактным регулятором напряжения мощностью 61 Вт, как и предыдущая модель на чипе Intel.

Внутреннее устройство и возможности апгрейда

Когда речь идет о современных ноутбуках Apple, слова «возможности апгрейда» в заголовке, пожалуй, неуместны. Ни один компонент системы, включая оперативную память и, самое главное, SSD, здесь не допускает замены силами пользователя — как, собственно, и в MacBook Pro нескольких предыдущих поколений.

Кроме того, обратим внимание на то, что Apple не внесла значительных изменений в систему охлаждения SoC по сравнению с интеловской разновидностью машины, которую, мягко говоря, нельзя назвать эталоном тишины при интенсивной работе. Вся надежда на то, что проблему шума удалось решить со стороны энергоэффективности процессора (так это или нет, вы узнаете на следующей странице обзора).

Методика тестирования

Тестирование дисплея выполняется при помощи колориметра Datacolor Spyder4 Elite в приложениях ArgyllCMS и DisplayCAL 3.

Время автономной работы ноутбука измеряется при яркости дисплея 200 кд/м2 в следующих сценариях использования:

• веб-серфинг: поочередное открытие и закрытие вкладок сайтов 3DNews.ru, Computeruniverse.ru и Unsplash.com с интервалом 25 с в браузере Google Chrome (кеш и cookies отключены);
• непрерывное воспроизведение 4К-видео в формате HEVC (H.265).

Участники тестирования

В тестировании приняли участие следующие устройства:

Качество экрана

Мы уже привыкли к тому, что Apple устанавливает в свои устройства экранные матрицы эталонного качества, и MacBook Pro конца 2020 года не является исключением. У него максимальный показатель яркости (394 кд/м2) среди всех 13- и 14-дюймовых ноутбуков, которые мы протестировали за год, а по контрастности 1458:1 экран уступает только OLED-панелям и некоторым особо выдающимся разновидностям IPS.

Дисплей откалиброван под цветовое пространство DCI-P3 (или Display P3) и покрывает его целиком с высокой точностью базовых цветов. Благодаря тому, что большинство приложений для macOS обращаются к системе цветокоррекции, при воспроизведении контента sRGB цветовой охват сжимается, предотвращая перенасыщение.

Гамма-коррекция строго подчиняется степенной функции 2,2, которая отличает стандарт Display P3 от DCI-P3. Кривые базовых цветов почти идеально согласованы.

А вот точка белого, которая должна была находиться в положении D65 по спецификациям Display P3, смещена в сторону холодных оттенков. Как следствие, цветовая температура шкалы серого составляет около 7200–7300К.

Программа DisplayCAL, которую мы обычно используем для замеров отклонения цветопередачи, пока не может получить прямой доступ к экрану лэптопа на платформе M1, поэтому нам пришлось выполнить замеры через Safari и веб-сервер приложения. Браузер интерпретирует семплы DisplayCAL как sRGB, и результаты теста не дают представления о цветопередаче в расширенном цветовом охвате. Но можем заверить, что в режиме sRGB заводская калибровка гарантирует превосходные оценки Delta E (с поправкой на точку белого) по меркам потребительских и просьюмерских устройств.

Наконец, нельзя не обратить внимание еще на одно достоинство дисплея MacBook Pro. Apple использует, пожалуй, лучшее антибликовое покрытие, которое мы только видели на экранах лэптопов. Глянцевое стекло отражает минимум внешнего света и не становится зеркалом даже в яркий солнечный день.

Тактовые частоты, температура и уровень шума

Чип M1 основан на архитектуре, основное преимущество которой — ширина конвейера, а не высокие тактовые частоты. Тем не менее благодаря прогрессивному техпроцессу 5 нм кластер высокопроизводительных ядер M1 (Firestorm) при полной загрузке тактуется на значительно более высоком уровне по сравнению со всеми аналогами, которые можно встретить в современных ультрабуках, — шестиядерными чипами семейства Comet Lake, четырехъядерными Ice Lake и даже новейшими Tiger Lake — в условиях сопоставимого TDP. Не стали исключением даже процессоры Ryzen 4000-й серии, но в их отношении стоит сделать поправку на то, что все восемь ядер Zen развивают одинаковую производительность в отличие от асимметричной архитектуры M1.

В многопоточном тесте Cinebench частота мощных ядер Firestorm колеблется у отметки 3 ГГц, в то время как энергоэкономичные ядра Icestorm зафиксированы на уровне 2 ГГц. Потолок тактовых частот Firestorm, который можно наблюдать в однопоточной работе, лежит около 3,2 ГГц, что соответствует данным других независимых исследователей. Таким образом, M1 может поддерживать частоты, близкие к пиковым значениям, независимо от характера нагрузки.

Когда интегрированный GPU отдыхает, энергопотребление всей системы-на-чипе не превышает 18 Вт. Напротив, рендеринг силами встроенной графики при незначительной нагрузке на CPU обходится мощностью всего в 8–9 Вт. Сам GPU работает на умеренных тактовых частотах около 1,3 ГГц. Судя по нашим замерам, SoC нового «Макбука» выделен общий резерв мощности в размере 20–21 Вт, поэтому одновременная работа CPU и GPU не вызывает значительных просадок в тактовых частотах того и другого компонента: ядра Firestorm стабилизируются на уровне 2,7 ГГц, а на частотах GPU переход к комбинированной нагрузке вообще никак не отразился. 

Также стоит отметить чрезвычайно низкое энергопотребление чипа M1 в простое. Когда компьютер находится в активном режиме, но в операционной системе не запущено никаких ресурсоемких процессов, мощность SoC падает до 0,02–0,08 Вт!

Прим. Измерение выполняется после прогрева устройства и стабилизации всех параметров.

Как следствие превосходного управления питанием SoC при низкой нагрузке, система охлаждения лэптопа большую часть времени проводит в пассивном режиме. Веб-серфинг, просмотр фильмов — для таких задач компьютеру вообще не требуется включать вентилятор. Потому его и нет в родственной версии MacBook Air на чипе M1. При нагрузке преимущественно на интегрированную графику вентилятор заводится на низких оборотах и практически не издает шума. Когда основная часть задачи ложится на ядра CPU, машина также работает чрезвычайно тихо. А вот при комбинированной нагрузке новый MacBook Pro, увы, шумит настолько же громко, как MacBook Air или 16-дюймовая «Прошка» на чипах Intel.

Кулер 13-дюймового MacBook Pro не отличается удовлетворительными результатами и в охлаждении компонентов. В требовательных рабочих приложениях температура ядер CPU может достигать 97 °C. Благо подобные условия возникают только при интенсивной продолжительной нагрузке — такой как рейтрейсинг в программах 3D-моделирования или кодирование видео. 

Синтетические тесты производительности

Дать адекватную оценку производительности чипа M1 пока очень непросто, ведь большинство синтетических бенчмарков и реальных приложений, которые мы используем для тестов ультрабуков, еще не перенесли на архитектуру ARM со всеми оптимизациями под кремний Apple. Львиная доля программ в первое время будет вынуждена работать через эмулятор Rosetta 2, который обеспечивает прекрасную совместимость с библиотекой существующего ПО, но влечет за собой вполне предсказуемые издержки производительности. К счастью, нам удалось сформировать неплохую подборку тестов, чтобы сравнить новый MacBook Pro с современными системами на чипах Intel и AMD как в условиях эмуляции кода x86, так и в нативном режиме.

Так, даже с обременением в виде эмулятора M1 победил всех соперников по однопоточной и многопоточной производительности CPU в синтетическом тесте Geekbench, за исключением 16-дюймового MacBook Pro с восьмиядерным интеловским процессором на борту. В Cinebench R20 процессор Apple остановился на уровне четырехъядерных интеловских чипов Ice Lake и шестиядерных Comet Lake (а о соревновании с Ryzen 4000-й серии тут не может идти и речи). Но такой результат предстанет в совсем ином свете, если учесть, что бенчмарки Windows-ноутбуков мы проводим в режиме максимального энергопотребления CPU, которое иной раз вдвое превышает мощность M1.

Но самое интересно происходит, когда на M1 запущен ARM-код, скомпилированный и оптимизированный под архитектуру SoC. К сожалению, у нас уже не было доступа ко всем системам, результаты которых мы привлекли для сравнения с показателями нового MacBook Pro, но под рукой есть машина на восьмиядерном чипе Ryzen 7 4700U, полноценный обзор которой мы опубликуем в скором времени, а это, по большому счету, один из лучших мобильных CPU в мире Windows и архитектуры x86. Свежие версии тестов Geekbench и особенно Cinebench хорошо иллюстрируют, что просадка быстродействия под влиянием эмулятора действительно велика. Но когда приложения запущены на M1 нативно, кремний Apple уверенно превосходит Ryzen 7 4700U по однопоточному и многопоточному быстродействию, хотя оба процессора находятся в одном классе потребляемой мощности.

А вот на производительность встроенного GPU эмуляция не оказала практически значимого влияния. Графика M1 на равных соперничает с дискретными видеоадаптерами начального уровня — NVIDIA GeForce MX350 и MX450 — и в несколько раз превосходит по частоте смены кадров любые интегрированные решения. Разумеется, MacBook Pro — это вовсе не игровая система и не ферма для 3D-рендеринга, но, если учесть, что 13-дюймовые модели прошлого поколения довольствовались встроенной графикой Intel, новинка теперь гораздо лучше соответствует притязаниям на статус мобильной рабочей станции. К счастью, чтобы убедится в этом, у нас есть целая батарея профессионального ПО.

Производительность в рабочих приложениях

В отличие от синтетических тестов, большинство рабочих приложений нам пришлось запускать на новом MacBook Pro в режиме эмуляции архитектуры x86, что, как мы успели выяснить, серьезно обременяет чип M1. К счастью, в большинстве случаев SoC превозмогает ограничения, которые эмуляция накладывает на быстродействие программ. Так, рендеринг в Blender силами движка Cycles машина и так выполнила быстрее всех соперников, за исключением лэптопа на восьмиядерном Ryzen и 16-дюймового MacBook Pro.

Привлечь к этой задаче графику M1 пока, к сожалению, невозможно. По крайней мере, в Cycles. В бенчмарке ProRender интегрированный GPU опередил все дискретные решения начального уровня, включая новый GeForce MX450 на чипе Turing, и  довольно близко подошел к энергоэкономичной разновидности GeForce GTX 1650 в термопакете Max-Q.

К слову, заметим, что результаты ноутбуков Apple на интеловской платформе мы собрали еще под управлением macOS 10.15 (Catalina), в то время как на модели следующего поколения уже установлена macOS 11 (Big Sur) — это может оказывать некое влияние на быстродействие, но, судя по тому, что нам известно, в приложениях сторонних разработчиков оно невелико.

Мы вынуждены пропустить испытание MacBook Pro в Lightroom из-за того, что тестовый пакет PugetBench работает только под Windows. А ее больше нельзя установить на голое железо Apple, так что в данный момент на M1 можно запустить только ARM-сборку операционной системы Microsoft. Так что сразу перейдем к тестам в «большой» версии Photoshop. Здесь по итоговому баллу комплексного бенчмарка эквивалентом MacBook Pro выступает система с шестиядерным процессором Intel, дискретной графикой GeForce GTX 1650 Max-Q и соответствующим энергопотреблением. 16-дюймовый MacBook Pro и лэптоп на свежем интеловском четырехъядернике Tiger Lake уже недосягаемы для MacBook Pro.

Однако мы не исключаем, что, если бы не эмуляция, раскладка результатов могла бы быть совсем иной. В будущих версиях Photoshop 2021 грядет нативная поддержка M1, и уже проводится публичный бета-тест. Увы, бета-версия пока лишена многих функций, и, в частности, на ней не запускается тестовый пакет PugetBench, а значит, и результатов бенчмарка тоже пока не будет.

Прим. Баллы рассчитываются в процентах от быстродействия эталонной рабочей станции с Intel Core i9-9900K, NVIDIA GeForce RTX 2080 и 64 Гбайт RAM, умноженных на 10.

Прим. Баллы рассчитываются в процентах от быстродействия эталонной рабочей станции с Intel Core i9-9900K, NVIDIA GeForce RTX 2080 и 64 Гбайт RAM.

Далеко не все ультрабуки обладают достаточным быстродействием, чтобы целиком пройти набор тестов в видеоредакторе Premier Pro и получить финальный балл. У 13-дюймового MacBook Pro с этим не возникло никаких проблем. Более того, по общей оценке скорости воспроизведения в процессе монтажа лэптоп на M1 практически не уступает 16-дюймовому MacBook Pro с восьмиядерным интеловским CPU. В задаче экспорта проектов результат совсем иной. Впрочем, достаточно того, что здесь новинка не уступает компьютерам с дискретной графикой GeForce MX450 и GTX 1650 Max-Q.

Прим. Баллы рассчитываются в процентах от кадровой частоты исходников или целевого формата (например, воспроизведение видео с полной кадровой частотой дает 100 баллов). В отличие от воспроизведения, при рендеринге видео кадровая частота может превышать целевую, а значит, балл будет выше 100.

В задаче видеомонтажа чип M1 проявляется себя лучше всего, когда нагрузка ложится преимущественно на ядра CPU, а не на интегрированную графику. Кадровая частота видео в окне просмотра оказалась не сильно меньше, чем на 16-дюймовом MacBook Pro, не говоря уже обо всех остальных участниках тестирования. Пользователям Premiere Pro все равно придется использовать proxy при работе с 4К-файлами, но разрешения в ½ от исходного вполне достаточно, чтобы фреймрейт приближался к 24 FPS. Экспорт проекта CPU нового MacBook Pro выполняет настолько же быстро, как Ryzen 7 4700U, и это несмотря на эмуляцию.

А вот если перегрузить монтаж эффектами, зависящими от GPU, без мощной дискретной графики уже не обойтись. Тут восьмиядерный графический процессор в составе M1 уступает решениям класса GeForce GTX 1650 Max-Q, а порой и чипам начального уровня вроде GeForce MX450.

Пока Adobe не адаптирует свои приложения к архитектуре ARM, владельцам новых машин Apple лучше пользоваться «родным» видеоредактором Final Cut Pro X, который уже сейчас целиком раскрывает потенциал чипа M1. Жаль только, что тесты, которые мы могли бы провести в Final Cut Pro X, было бы попросту не с чем сравнивать, т. к. в редакции не осталось современных «Маков» на интеловских CPU.

Среди ультрабуков, прошедших через лабораторию 3DNews в последний год, есть только две компактные машины, которые осилили последовательность тестов в DaVinci Resolve, — это 16-дюймовый MacBook Pro, а также лэптоп MSI с интеловским шестиядерником и графикой GeForce GTX 1650 Max-Q. На графике результатов 13-дюймовый MacBook Pro нового поколения занял место между ними. А вот что касается эффектов Fusion, то здесь кремний M1 продемонстрировал просто гигантское преимущество перед соперниками в тесте, который содержит трекинг объектов и вырезку хромакея.

В дополнение к DaVinci Resolve 16, который запускается на M1 в режиме эмуляции x86, мы провели такие же тесты с помощью бета-версии 17.1, скомпилированной в нативный код. Если судить по основному блоку задач, либо эмуляция не вызывает в DaVinci Resolve значительной потери быстродействия, либо бета еще не до конца оптимизирована под архитектуру Apple. Кроме того, в нативном режиме пока не работает функция Optimized Media, которая является аналогом proxy в данном видеоредакторе. Напротив, эффекты Fusion, с которыми M1 и так справляется отлично, получили внушительную прибавку скорости.

Производительность SSD

В отличие от «Маков» на платформе Intel, SSD нового MacBook Pro привязан к SoC фирменной шиной Apple Fabric, а не PCI Express, хотя также работает по протоколу NVMe. Этот накопитель превосходит по максимальному быстродействию большинство, если не все OEM-модели, встречающиеся в лэптопах под ОС Windows. Кроме того, файловая система APFS (или программный стек macOS целиком) позволяет обращаться с ПЗУ более эффективно. Тем не менее по сравнению со «старыми» SSD от Apple новый прибавил только в скорости последовательной записи данных, а в последовательном и произвольном чтении соотношение обратное. Кроме того, у SSD предыдущих «Макбуков» есть такая особенность, что пропускная способность плавно снижается после старта нагрузки еще до того, как исчерпывается резерв SLC-кеша. Участок спада обрезан в тестовых логах, и это тоже стоит принять во внимание, сравнивая накопители в интеловских MacBook Pro и новинках на M1.

Кроме того, есть ряд нюансов, которые, возможно, связаны с организацией в среде macOS асинхронного ввода-вывода через интерфейс POSIX AIO, который обеспечивает прямой небуферизированный доступ к хранилищу и, в общем случае, предельно высокую пропускную способность. Так, накопитель MacBook Pro отличился неудовлетворительной скоростью линейной записи при единичной очереди команд (как, впрочем, и SSD в моделях прошлого поколения) и в целом медленной произвольной записью. Впрочем, не исключено, что именно в случае машин на чипе M1 часть вины лежит на тестовом инструменте: программа fio тоже работает через эмулятор Rosetta 2.

Как бы то ни было, скорость ПЗУ совершила крупный рывок, если взять за точку отсчета не 16-дюймовый MacBook Pro, а, к примеру, MacBook Air начала 2020 года. И дело тут не в самом SSD, а в том, что центральный процессор M1 намного лучше справляется с обработкой гигантского количества запросов, чем низковаттный интеловский аналог. Чтобы снять ограничение на количество потоков и процессов, которые могут одновременно работать через POSIXAIO, мы используем следующую команду:

sudo sysctl -w kern.aiomax=2048 kern.aioprocmax=1024 kern.aiothreads=16

В результате четырехъядерный чип Ice Lake достигает полной загрузки и становится бутылочным горлышком всей системы, а с M1 такого уже не происходит.

Время автономной работы

Сильнейшей стороной нового MacBook Pro является не только наивысшая производительность в своем классе, но и рекордное время автономной работы. Во-первых, у него попросту самый емкий аккумулятор среди всех лэптопов с диагональю 13–14 дюймов, которые мы привлекли для сравнения. А во-вторых, чип M1 отличается превосходной энергоэффективностью, а при низкой загрузке потреблямая мощность SoC падает до величин в 20–80 мВт.

В результате, в то время как некоторым машинам на интеловских CPU приходится сбрасывать яркость экрана до 165 или даже 100 кд/м2, чтобы подольше протянуть на одном заряде, лэптоп Apple может крутить видео в формате HEVC 13 часов подряд с яркостью экрана 200 кд/м2. Повторить точно такой же результат при непрерывном веб-серфинге не удалось — наверняка в какой-то степени из-за эмуляции архитектуры x86. Дело в том, что браузер Google Chrome, который мы используем в тесте автономности, уже скомпилирован в универсальном бинарном формате, но программа chromedriver, листающая страницы, нет. В результате и сам Chrome запускается под эмулятором, что вызывает дополнительный расход энергии. Кроме того, Apple говорит, что новая версия Safari в macOS Big Sur специально оптимизирована для экономии заряд. Тем не менее и сейчас MacBook Pro на платформе M1 пробежал веб-марафон длиной 10 часов 45 минут.

Прим. Поначалу в тесте веб-серфинга что-то пошло не так, и мы получили значительно меньшее время автономной работы. Сейчас  обзор дополнен исправленными результатами.

Выводы

Система-на-чипе, основанная на архитектуре ARM с массой проприетарных блоков и оптимизаций, которые привнесли инженеры Apple, стоит на голову выше всех аналогов из мира x86 по быстродействию на ватт мощности. Даже мобильные процессоры Ryzen 4000-й серии на фоне системы-на-чипе M1 уже не производят такого сильного впечатления, как раньше. Впрочем, преимущество в энергоэффективности, характерное для кремния Apple, отлично проиллюстрировали еще процессоры А-серии в iPhone и iPad, причем давно. Важнее то, что M1 легко выигрывает у всех соперников своего класса, включая восьмиядерные Ryzen, по абсолютным метрикам производительности как в однопоточных, так и в многопоточных задачах. При условии, что код приложения скомпилирован под набор команд ARM и содержит все необходимые оптимизации. В противном случае, когда macOS приходится пускать код через эмулятор Rosetta 2, у Ryzen 4000 и, в исключительных случаях, новейших интеловских чипов Tiger Lake есть шанс на победу. Но лишь ценой энергопотребления, которое в 1,5–2 раза превосходит энергетический бюджет M1 в шасси 13-дюймового MacBook Pro. Никаких сомнений в технологическом лидерстве Apple здесь быть не может, и по мере того, как все больше приложений перейдет на архитектуру ARM, оно только усилится. То ли еще будет, когда Apple масштабирует логику M1 до 16 процессорных ядер и больше, а это тоже случится рано или поздно.

Вдобавок к чемпионскому CPU новый MacBook Pro может похвастаться полностью разблокированной конфигурацией встроенной графики с восемью вычислительными ядрами. Благодаря M1 машина больше не нуждается в дискретном GPU, ведь интегрированное решение не уступает по быстродействию дискретным чипам начального уровня наподобие GeForce MX450, а в отдельных задачах приближается к GeForce GTX 1650 Max-Q. Для 13-дюймовых MacBook Pro это особенно важно, ведь Apple давно лишила их дискретной графики. Добавьте к этому чрезвычайно быстрый SSD, и получится одна из самых производительных машин среди ультрабуков с экраном 13–14 дюймов, но, в отличие от конкурентов, привязанных к платформе x86, Apple не приходится жертвовать временем автономной работы ради быстродействия. Новый MacBook Pro живет в отрыве от розетки феноменально долго.

Пожалуй, единственная претензия, которую можно предъявить к основным компонентам новинки, касается объема оперативной памяти, ограниченного 16 Гбайт. О конфигурациях с 8 Гбайт RAM лучше вообще не думать, если вы собираетесь запускать на лэптопе более-менее требовательные приложения, но и 16 Гбайт все-таки недостаточно, чтобы назвать MacBook Pro полноценной рабочей станцией, пусть и мобильной.

Зато Apple по-прежнему не экономит на качестве экранных матриц. Мы постоянно критикуем экраны ультрабуков, которые порой стоят не меньших денег, чем MacBook Pro, но к этой матрице у нас не возникло никаких серьезных претензий. У нее громадный запас яркости и контрастности, цветовой охват P3, а благодаря сквозной цветокоррекции в macOS и предварительной калибровке компьютер можно сразу использовать для профессиональной визуализации. Нужно только, чтобы ПО для аппаратной профилировки научилось работать с платформой M1 без существующих ограничений, чтобы компенсировать завышенную цветовую температуру.

Шасси 13-дюймового MacBook Pro претерпело минимальные изменения по сравнению с прошлым поколением, и это одновременно и хорошо, и плохо. MacBook Pro — одна из самых тонких машин в своем классе, а механика клавиатуры и тачпада выше всяких похвал. Однако широкие рамки вокруг экрана начинают выглядеть несовременно, а главное, вместе с переходом на фирменный кремний только усугубился дефицит кабельных интерфейсов. У Apple нет конфигураций лэптопа на M1 с четырьмя портами Thunderbolt/USB, и чип не позволяет подключить больше одного внешнего дисплея. Если припомнить ограничение по объему RAM, слово Pro в названии устройства уже не вполне уместно. Другой проблемный момент: и оперативная память, и SSD — все это распаяно на материнской плате лэптопа и не подлежит апгрейду. Конфигурацию MacBook Pro лучше выбирать с заделом на будущее, а затем не пренебрегать регулярным бэкапом данных. Наконец, Apple стоило усилить систему охлаждения. В большинстве задач машина работает чрезвычайно тихо или и вовсе охлаждается в пассивном режиме, но при полной одновременной загрузке CPU и GPU все-таки шумит, причем громко.

Впрочем, несмотря на ограничения первого десктопного кремния Apple и отдельные недостатки шасси MacBook Pro, перед нами вполне серьезная просьюмерская машина с поправкой на форм-фактор, а для нетребовательных занятий и работы в дороге ее возможностей хватает за глаза. Если не принимать во внимание операционную систему macOS, которая устраивает далеко не всех, «Макбуки» покупают ради беспроигрышной комбинации экрана, органов управления, длительной автономной работы и, чего греха таить, «яблочной» эстетики. В этом 13-дюймовый MacBook Pro конца 2020 года по-прежнему не знает равных, но теперь еще и работает намного быстрее, а на одном заряде батареи живет дольше. Наконец, успех Apple с ARM’овским чипом M1 — это важный сигнал для всей IT-индустрии, который, мы уверены, не останется незамеченным.