Apple M1 Pro et M1 Max : qu'est-ce que ces SoC ont dans le ventre ?

Pleins de transistors
Apple M1 Pro et M1 Max : qu'est-ce que ces SoC ont dans le ventre ?

Un an après l'annonce du M1 et son passage à une architecture ARM64, Apple revient à la charge avec non pas une, mais deux versions améliorées de son SoC : les M1 Pro et Max. Des modèles dans la continuité mais avec quelques évolutions bienvenues. L'effet d'annonce passé, voici ce que nous pouvons en retenir.

Hier soir, Apple dévoilait de nouveaux services et accessoires, mais a également lancé ses premiers MacBook Pro équipés de l'une de ses deux nouvelles puces maison, toujours gravées en 5 nm par TSMC : les M1 Pro et M1 Max. Ils font suite au M1 lancé l'année dernière, s'adaptant pour viser un public plus exigeant, ayant soif de performances.

M1 Pro/Max : moins d'évolutions qu'il n'y parait

Pour cela, Apple a revu ses chiffres à la hausse. Le M1 Pro est composé de 33,7 milliards de transistors pour 8+2 cœurs CPU, 16 cœurs GPU et autant pour le calcul matriciel et l'IA (Neural Engine, 11 TOPS). La mémoire passe d'un maximum de 16 Go de LPDDR4X sur le M1 à 32 Go de LPDDR5 (256 bits), soit 200 Go/s de bande passante.

Apple M1 ProApple M1 Max

Le M1 Max compte 57 milliards de transistors. Pour autant, on reste sur 8+2 cœurs CPU et un Neural Engine à 16 cœurs (11 TOPS). Par contre le GPU voit son nombre d'unités doubler à 32 cœurs, tout comme le nombre d'écrans externes gérés (4), la bande passante mémoire (512 bits, 400 Go/s) via l'utilisation de 4 puces, soit un maximum de 64 Go. Elle est toujours intégrée sur le packaging et unifiée : elle peut être utilisée par le CPU ou le GPU.

Comme à son habitude, Apple a indiqué avoir amélioré ses SoC à tous les niveaux. Mais plus concrètement, on reste sur des cœurs CPU « Performance » à architecture « ultra-wide execution », qui n'ont guère évolué. Ils embarquent toujours 192 ko de cache d'instruction et 128 ko de cache de données (L1), mais un L2 partagé qui a doublé à 24 Mo, ce qui semble logique puisque le nombre de cœurs a suivi la même tendance.

Les cœurs « Efficiency » ne bougent pas : 128+64 ko de L1 et toujours 4 Mo de L2 partagé malgré leur division par deux. Apple évoque une amélioration des performances de 70 %. Le point intéressant ici est donc surtout le changement d'équilibre au sein de la puce, qui passe d'une architecture 4+4 à 8+2 plutôt que 8+4 par exemple.

Apple M1Apple M1 Pro

Sur le terrain du GPU on est à 128 unités d'exécution par cœur, soit 2 048 au total pour le M1 Pro, pouvant gérer 49 512 threads, annonçant 5,2 TFLOPS, 164 GTexels/s, 82 GPixels/s et donc le double pour le M1 Max. Pour rappel, le M1 qui avait 8 cœurs annonçait 2,6 TFLOPS, 82 GTexels/s et 41 GPixels/s, il n'a donc pas évolué.

À titre de comparaison, les GeForce GTX 1650 et 1660 sont données pour 6 et 10 TFLOPS, mais à puissance de calcul similaire, elles ont environ deux fois moins de ROP (GPixels/s) et d'unités de texturing (GTexels/s).

Apple évoque par contre des avancées du côté de son moteur de traitement multimédia gérant l'accélération H.264, HEVC, mais aussi ProRes (Raw) désormais avec un moteur de compression et un de décompression sur le M1 Pro et deux fois plus sur le M1 Max (sauf pour la décompression H.264/HEVC). De quoi gérer 30 flux 4K ProRes 422 ou 7 flux 8K ProRes 422 selon l'entreprise qui vise clairement les « créateurs » avec ses nouveaux MacBook Pro.

Ces puces gèrent deux et quatre écrans externes. Le PCIe 4.0 est de la partie pour le stockage puisque le SSD utilisé au sein des nouveaux MacBook Pro annonce un débit maximal de 7,4 Go/s.

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De (très) grosses puces, mais un TDP limité

Pour rappel, le M1 annonçait 4+4 cœurs CPU, 8 cœurs GPU et déjà un Neural Engine à 11 TOPS. Il ne gérait à l'époque qu'un écran externe. Sa bande passante mémoire n'avait pas été annoncée mais Apple dit qu'elle a été doublée avec le M1 Pro, elle devait donc se situer aux alentours de 100 Go/s. Selon les estimations d'Anandtech, elle mesurait aux alentours de 120 mm² contre 245 mm² pour le M1 Pro et 432 mm² pour le M1 Max.

À titre de comparaison, une puce Zen 2 (Ryzen de 3e génération) d'AMD gravée en 7 nm, comportant huit cœurs est contenue dans un die de 74 mm², ses Ryzen Mobile 5000 (Zen 3), aussi gravés en 7 nm tiennent dans 180 mm² environ pour 10,78 milliards de transistors. C'est 3 à 5 fois moins que les nouvelles puces d'Apple.

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Là où le constructeur fait fort, c'est dans l'efficacité énergétique de ces puces (à la fréquence non révélée), bien meilleures que les solutions concurrentes d'AMD ou Intel. Avec ses M1 Pro/Max il revendique un CPU 1,7x plus performant à même niveau de consommation (30 watts) face à un GP66 Leopard 11UG-018 (11UG-018) et son Core i7-11800H (8C/16T). C'est un peu plus face au MSI Prestige 14 EVO (A11M-220) à base de Core i7-1158G7 (4C8T).

Côté GPU, l'entreprise compare son M1 Pro à un Lenovo Legion 5 (82JW0012US) à base de GeForce RTX 3050 Ti (5 TFLOPS) pour indiquer qu'il consomme aux alentours de 30 watts, 70 % moins à même niveau de performances.  De son côté, le M1 Max est opposé à un MSI GE76 Raider (11UH-053) à base de GeForce RTX 3080 (20 TFLOPS) et cette fois Apple indique avoir le même niveau de performances à 50 watts que son concurrent à 150 watts.

Mais on ne sait pas sur quel type de tests et dans quelles conditions exactement. Il faudra donc attendre que les nouveaux MacBook Pro arrivent chez les testeurs pour se faire une idée concrète. Apple précise que désormais une ventilation est nécessaire pour assurer le refroidissement de ses puces, mais elle est semi-passive et ne s'active donc que si nécessaire. Est-ce que ces Mac seront bruyants ? Nous verrons.

Cela montre néanmoins que tant AMD, qu'Intel et NVIDIA vont avoir à redoubler d'efforts d'ici l'année prochaine. Car en 2022, Apple ne se contentera sans doute pas de faire évoluer l'existant et pourrait arriver avec un M2 encore plus percutant, profitant d'une nouvelle finesse de gravure. Il sera alors grand temps de s'inquiéter.

  • Apple M1 Gamme Comparatif
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