TecNoticias, tu portal de información

Esta semana, Apple anunció planes para equipar ciertas computadoras Mac con un procesador Arm interno. El cambio pone fin a la dependencia de catorce años de Apple en la plataforma de procesador de Intel.
¿Cómo llegó Apple a esta decisión y hacia dónde van las Mac desde aquí?

Historial del procesador de Apple

Esta no es la primera vez que Apple se mueve entre arquitecturas. Los seguidores de mucho tiempo recordarán el movimiento de las CPU Motorola 68000 en la década de 1990. Luego, en 2005, la compañía dividió a PowerPC a favor de Intel. Apenas siete meses después, Apple dio a conocer su primera línea de Macs basadas en Intel en MacWorld Expo 2006. Este fue un cambio rápido por derecho propio.
Sin embargo, desde entonces el mundo de la informática ha madurado sustancialmente, dando a los consumidores y profesionales tiempo para afianzarse firmemente en campamentos clave. Estos giran principalmente en torno al software, incluida la dependencia de las suites de Microsoft, Adobe y otros. La arquitectura x86 de Intel también permite Bootcamp y arranque dual de distribuciones de Linux.

Las Mac construidas con silicio de Apple pueden proporcionar un punto óptimo en el rendimiento y el consumo de energía para computadoras de escritorio y portátiles. Captura de pantalla utilizada por cortesía de Apple

La mayoría de los usuarios de Mac aprovechan macOS para la gran mayoría de sus actividades. Sin embargo, una minoría vocal se preguntará cómo afectará la transición su capacidad para ejecutar aplicaciones críticas. Arm será más difícil de vender a profesionales (y algunos estudiantes) que cualquier arquitectura anterior. Apple tiene medio año para exponer su caso. Los desarrolladores de MacOS también pueden comenzar a escribir aplicaciones Arm hoy usando Xcode 12 beta, junto con macOS Big Sur.
El MacBook Pro de 13.3 pulgadas y el iMac recibirán la nueva CPU A12Z para fin de año. Las Mac restantes se realizarán una transición gradual durante todo 2022.

Problemas con Intel
La carrera de Intel con Apple ha sido poderosa, aunque no del todo libre de problemas. Los clientes de Apple a menudo se han enfrentado a ambas compañías debido a retrasos en la seguridad de los procesadores de próxima generación. No era del todo raro que las Mac retrocedieran una generación de CPU con respecto a sus contrapartes de Windows. Esta dependencia del ritmo de Intel fue una limitación.
Además, cada generación sucesiva de Intel vio ganancias de rendimiento disminuidas, no del todo anormales, aunque los compradores esperaban más. El ciclo de desarrollo tradicional "tick-tock" de las CPU Intel cambió. Desde el lanzamiento al mercado de Sandy Bridge en 2011, Intel ha luchado para diseñar consistentemente ganancias tan grandes en rendimiento y eficiencia sin procesar. La falta de competencia significativa también permitió a la compañía descansar un poco en sus laureles.

AMD supera a Intel
Hoy, el principal rival AMD ha alcanzado a Intel. Las presentaciones de Ryzen y Threadripper han ayudado a AMD a igualar o superar a Intel en rendimiento por vatio.
Entonces, ¿por qué no elegir AMD en su lugar?
Debemos reconocer algunas incógnitas conocidas. Si bien AMD suele ser la mejor opción de valor para los consumidores, no sabemos cómo cambia eso a escala. Podría ser que los requisitos de Apple son demasiado ambiciosos, los costos son demasiado altos o la capacidad de fabricación es insuficiente. Quizás Apple simplemente no pudo llegar a un acuerdo con AMD.

El ojo de Apple en seguridad
La seguridad siempre ha sido una de las principales preocupaciones de Apple. Las vulnerabilidades de Meltdown y Spectre hicieron que las empresas lucharan por encontrar un parche. Apple y otros tuvieron que implementar sus propias soluciones mientras trabajaban con Intel en cambios de código adicionales.

Una transición de Slowburn lejos de Intel
Finalmente, la transición ha sido lenta. François Piednoël, ex ingeniero principal de Intel, afirma que los principales problemas de control de calidad con su CPU Skylake iniciaron la transición. No pasó mucho tiempo antes de que Apple presentara numerosas quejas sobre errores y otros problemas. Sin embargo, esta es la palabra de un ingeniero.
En cualquier caso, Apple ha avanzado mucho en los tres años posteriores, alentado por los avances masivos en sus chips de la serie A.

Una línea de tiempo de las actualizaciones de SoC de Apple. Captura de pantalla utilizada por cortesía de Apple

El último chip Bionic A13 supera al i7-8565U de Intel por Geekbench 4 en rendimiento de núcleo único y núcleo múltiple. Estas cifras no siempre equivalen a resultados del mundo real, aunque los resultados son muy impresionantes.

Mirando a Arm y al A12Z

Debido a que Apple usa la serie A en el iPhone, iPod Touch y iPad, la adopción de esta arquitectura para Mac ayudaría a la coherencia. Esta plataforma unificada facilita a los desarrolladores la creación de nuevas aplicaciones. Los binarios Universal 2 de Apple permitirán que las aplicaciones funcionen con Arm e Intel.

Las características principales del nuevo procesador basado en Arm de Apple. Captura de pantalla utilizada por cortesía de Apple

La tienda de aplicaciones actualmente está retrasada en cuanto a disponibilidad de aplicaciones, debido en gran parte a la fragmentación del sistema operativo y la estructura de tarifas de Apple. Este desarrollo unificado, junto con posibles cambios en las políticas, podría ser una bendición para la publicación en la App Store. Apple está presionando fuertemente en los ámbitos de servicios y juegos, por lo que esto no es sorprendente.

El objetivo de las CPU y GPU internas
El objetivo de Apple es crear CPU (y GPU internas) con un rendimiento inigualable por vatio.
En su presentación de WWDC 2020, el Vicepresidente de Ingeniería de Hardware, Johny Srouji, explicó la filosofía de desarrollo de A12Z.
Las computadoras portátiles tradicionalmente intercambian el rendimiento por la conservación de energía, mientras que las computadoras de escritorio funcionan mejor con mayores requisitos de energía. Srouji afirma que Apple está fabricando CPU que evitan esta compensación, obteniendo un rendimiento excepcional con un consumo de energía conservador. Los números de rendimiento de la serie A de la compañía han sido motivo suficiente para cambiar.

SoC de Apple en desarrollo
Los próximos SoC de Apple también incluirán una larga lista de tecnologías empaquetadas. Esto es posible gracias a las estrechas integraciones de hardware y software. Aquí hay algunos puntos destacados:
Aceleradores de aprendizaje automático
Motor neuronal
Administración avanzada de energía
Enclave seguro (adaptado de dispositivos anteriores)
Núcleos de CPU de alto rendimiento y alta eficiencia
GPU de alto rendimiento (útil para juegos y aplicaciones robustas)
Es notable que el equipo de hardware esté diseñando una familia de SoC de la serie A, en lugar de una solución única para todos. Este enfoque ayudará a ajustar el rendimiento específico del dispositivo.
Srouji también se jacta de la visualización de video y los avances en el procesamiento de imágenes. Dado que se espera que el mercado global de ML crezca un 44% anual hasta 2022, Apple está posicionando a la Mac como una plataforma de desarrollo de aprendizaje automático (ML) de primer nivel.
Apple está facilitando la ejecución de entornos Linux y Docker, con el A12Z y sus sucesores.

La clave está en el núcleo

La ventaja de Apple Arm siempre ha residido dentro de sus núcleos. Al igual que los anteriores, el A12Z incluirá conjuntos de núcleos de rendimiento o eficiencia que se activan tarea por tarea. Los núcleos de GPU integrados también se activan para operaciones gráficamente ricas.
Un informe de verificación de cuaderno, luego confirmado por TechInsights, ha revelado similitudes extremas entre la configuración de la GPU A12X del iPad Pro y la A12Z:

Una comparación lado a lado de A12X y A12Z de Apple. Imagen utilizada por cortesía de TechInsights

Tanto el A12X como el A12Z poseen ocho núcleos de GPU. Sin embargo, el A12X solo tiene siete núcleos activos. El A12Z tiene ocho. Podemos ver que el A12Z no es exactamente completamente nuevo en su ejecución: es una prueba de concepto excepcional para Apple con algunas habilidades gráficas adicionales.
Para lo que vale, el Kit de transición para desarrolladores incluye una Mac Mini con tecnología A12Z y 16 GB de RAM. Este chip combina bien con el hardware que normalmente se encuentra en las computadoras portátiles y de escritorio.

Producción futura

El pronóstico para la transición de la serie A parece prometedor. Apple está apostando fuerte por su éxito; Después de todo, el A13 Bionic es más de 100 veces más potente que el A4. El iPad Pro también ofrece un rendimiento gráfico más de 1,000 veces mejor que diez años antes.
¿Por qué estos beneficios no deberían extenderse a la Mac?
La compañía ha estado produciendo chips Arm durante años, ya que "ha enviado más de dos mil millones en los últimos diez años". Las ventas del iPhone, iPad y Apple Watch en conjunto eclipsan las ventas de Mac. Miles de millones de coprocesadores también se han producido. Por lo tanto, esta producción a escala debería ser simple.
Apple enfrentará muchas preguntas en el futuro cercano. Puede proporcionar mejores respuestas haciendo lo que siempre ha hecho mejor: producir SoC y software que trabajen juntos de manera armoniosa.