Apple presentó su primer procesador Apple Silicon, el M1, en noviembre de 2020, siguiendo con los Apple M1 Pro y M1 Max en octubre de 2021, para acabar con el M1 Ultra en marzo de 2022. Es una evolución de los procesadores de la serie A de los iPhone y los iPads, con arquitectura ARM licenciada por Apple, de modo que es la propia Apple la que diseña sus chips para que sean compatibles con el juego de instrucciones de ARM.
En 2008, en tiempos de Steve Jobs, Apple compró la empresa de diseño de semiconductores P.A. Semi Inc. fundada en 2003 y especializada en el diseño de chips de bajo consumo. Le costó la “ganga” de 278 millones de dólares. Sus ingenieros habían trabajado para Intel, AMD o Sun y sus diseños se basaban en los de los procesadores Power de IBM, y están emparentados con los procesadores PowerPC, que Apple estuvo usando hasta que migró a los procesadores Intel.
Un detalle que puede pasar desapercibido es el de que macOS fue escrito primero para PowerPC, por lo que la vuelta a procesadores como los Apple Silicon es, un poco, como “volver a casa”. Hay que tener en cuenta que ahora el licenciamiento no es para PowerPC, sin para ARM. En cualquier caso, ambos conjuntos de instrucciones son RISC.
Foto: Apple ya ha llegado a la tercera generación de sus procesadores Apple Silicon, con mejoras importantes, en esta ocasión, en los gráficos. El reto de Apple es el de mantener la evolución de eficiencia y rendimiento en esta familia. Por lo pronto, los procesadores de AMD de las series 7000 ya compiten con los Apple Silicon en rendimiento, mejorando en eficiencia.
Son procesadores con un extraordinario nivel de integración, de modo que, en un único chip, tenemos los cores de CPU, la iGPU, la memoria y el almacenamiento, además de la parte I/O. Los cores de CPU son de dos tipos, siguiendo la estrategia big.LITLLE de ARM, que luego fue adoptada en x86 por Intel (y AMD, parcialmente). Apple evoluciona la arquitectura de sus cores de alto rendimiento y eficientes, así como la arquitectura de su GPU y la tecnología de fabricación. De hecho, los Apple M3 ya vienen con la tecnología de fabricación de 3nm de TSMC.
La eficiencia de estos procesadores viene dada por varias circunstancias. En primer lugar, el uso de un juego de instrucciones RISC, frente al juego de instrucciones CISC de los procesadores x86. RISC supone un menor “esfuerzo” para los transistores a la hora de procesar las instrucciones. El sistema operativo macOS, basado en Linux, también contribuye a que todo funcione de un modo eficiente, aunque a costa de alejarse de un ecosistema de software tan amplio como el de Windows, donde los juegos encajan perfectamente.
Apple tiene procesadores con una tecnología gráfica muy avanzada, pero no hay muchos juegos que puedan ser jugados sobre macOS. Al menos, por ahora. Es decir, Apple no tiene equipos gaming.
Foto: Apple ha optado por integrar en un mismo chip, tanto los cores de CPU, la GPU, la memoria RAM como el almacenamiento. Esto hace que los procesadores de gamas más altas tengan decenas de miles de millones de transistores. Y que sean extremadamente costosos de fabricar y caros de comprar.
La generación actual de procesadores Apple Silicon, la M3, viene con mejoras en la arquitectura, aunque las más significativas están del lado de la GPU. La CPU apenas sí ha mostrado mejoras que puedan considerarse como relevantes. Los procesadores Apple Silicon tienen con ventaja e inconveniente la integración de todos los componentes en un único chip. A medida que los procesadores aumentan en complejidad de CPU y de GPU, o cuando la cantidad de memoria supera los 8 GB o 16 GB, el coste de fabricación de los chips se dispara.
Apple ha conseguido que el rendimiento de la CPU y la GPU se equipare al rendimiento de procesadores de gama alta de Intel o AMD con un consumo en vatios superior al de AMD, o se equipare al rendimiento de gráficas como las RTX 4080 en el caso de los Apple M3 Max. Con todo, el precio de un equipo con un M3 Max supera en mucho al precio de una configuración equivalente en rendimiento con Windows.
El reto de Apple está en seguir evolucionando su familia Apple Silicon, al tiempo que Intel y AMD (y Qualcomm) se toman (más) en serio el tema de la eficiencia energética.
Qualcomm Snapdragon X Elite: a la enésima va la vencida
Qualcomm lleva intentando meter cabeza en el segmento de los equipos portátiles (y PC) desde hace años. El salto desde los smartphones a los equipos portátiles es un salto natural, si cabe, pero complejo. Los procesadores Snapdragon para smartphones no tienen que lidiar con multitarea, ni con aplicaciones especialmente exigentes, con la excepción de los juegos. Casi todas las apps móviles son puertas de acceso a la nube., por lo que no estamos ante aplicaciones que precisen de un rendimiento excepcional.
Foto: Qualcomm ha trabajado durante años en el desarrollo de la nueva arquitectura ARM de diseño “in-house”. Los cores Oryon permiten tener un rendimiento tan elevado como el de los procesadores x86, con una fracción del consumo energético.
Los intentos anteriores, estaban marcados por el uso de procesadores que, básicamente, eran los mismos que se empleaban en dispositivos móviles, con algún grado de tuneo adicional para adaptarlos a las exigencias de un sistema operativo diseñado para x86, y “traducido” a ARM.
El procesador actual (y los siguientes que lleguen progresivamente), están marcados por el uso de una arquitectura ARM propietaria de Qualcomm: la Oryon. Es el resultado de la compra de la empresa Nuvia por parte de Qualcomm en 2021, que ya había empezado a diseñar una arquitectura propia compatible con el juego de instrucciones (ISA) de ARM. Este conjunto de instrucciones ha pasado del ARMv7 al ARMv8.6-A.
Qualcomm ya había usado su propia arquitectura en los cores Krait que empleó en diferentes SoC para telefonía móvil allá en 2012, aunque luego migraría a los cores Kryo, licenciados directamente a ARM, abandonando el diseño propio. En el Snapdragon 8 Gen 4, sin embargo, retornará a su propia arquitectura (compatible con el ISA ARMv8.5 u 8.6, eso sí) denominada Phoenix con cores Oryion para dispositivos móviles. En los equipos Windows, tendremos los procesadores X, como el Elite, con cores Oryion, tuneados para su uso en sistemas PC.
Foto: Los gráficos integrados en el procesador Qualcomm Snapdragon X Elite corren a cargo de Adreno. Se tendrán que trabajar bien los controladores para que estos procesadores puedan usarse en escenarios como el gaming o con aplicaciones de Windows.
De momento, no hay muchos detalles sobre estos procesadores Snapdragon X Elite, aunque sí hay varios resultados de rendimiento con dos configuraciones, de 23W y 80W de máximo, donde encontramos cifras que lo posicionan por encima de los Apple M2 del Macbook Air, y bien por encima de procesadores x86, como el Intel Core i7-1360P.
La eficiencia, en cualquier caso, está en el ADN de estos procesadores de Qualcomm que llegarán al mercado dentro de unos meses.
