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Editorial #eliax: Sobre las nuevas Macs y el chip M1, el inicio de una revolución
eliax id: 11573 josé elías en nov 14, 2020 a las 11:40 AM (11:40 horas)
Apple Silicon M1eliaxHola amig@s lectores,

El día por fin llegó y este martes pasado Apple anunció las primeras Macs con su propio microprocesador integrado (tipo “SoC”, o Sistema-en-un-Chip) al que ha bautizado el M1, un chip derivado de los chips Ax utilizados en iPhones, iPads, AppleTVs y Apple Watches, y para muchos las primeras pruebas de rendimiento los ha tomado por real sorpresa, aunque quizás no tanto para otros que ya hayan leído mis artículos acá en eliax sobre el tema a través de los años (iniciando quizás con este en el 2007, que curiosamente pronosticó desde ese entonces con bastante certeza a la Apple de hoy).

Y hablando de artículos técnicos, recomiendo fuertemente leer el artículo que escribí este pasado Julio 2020 titulado “Análisis #eliax: Apple Silicon, todo lo que querías saber (y lo que no sabías que te gustaría saber)” en donde expliqué en lujo de detalle (y en un lenguaje que personas no-técnicas pudiesen entender) qué es lo que hace diferente a estos microprocesadores de Apple.

Sin embargo, como se que muchos no leerán el artículo, he aquí la versión ultra-resumida (y obviamente dejando fuera muchos datos interesantes) de uno de los puntos en ese artículo: A diferencia de la mayoría de otras empresas que licencian los chips ya diseñados por la empresa ARM Holdings, Apple lo que hace es que licencia lo que se llama el “ISA” de ARM, es decir, el lenguaje común que deben hablar todos los procesadores ARM, y después Apple toma ese lenguaje de bajo nivel y desde cero ha creado su propia implementación de esta arquitectura.

O en otras palabras, lo único que Apple tiene de ARM es la definición de su lenguaje básico, pero el diseño que implementa ese lenguaje en silicio fue creado desde cero por Apple, utilizando algunos de los más legendarios diseñadores de microprocesadores de todos los tiempos.

Aparte de eso, es importante destacar que debido a que es Apple quien diseña su propia versión de la arquitectura ARM, que esta puede tomar todo tipo de decisiones para lograr hacer de estos aun mejores microprocesadores, y eso es precisamente lo que ha hecho, integrando en estos unos circuitos adicionales propietarios, diseñados para acelerar los procesos más comunes en sus sistemas operativos, así como los procesos más comunes en las aplicaciones que estos corren.

Como ejemplo, una laptop genérica de Windows con un procesador x86 (sea de Intel o AMD), aun corriendo a la misma velocidad que una laptop MacBook Air de Apple con el nuevo chip M1 es casi seguro que con aplicaciones de la vida real esta sea más lenta que la laptop de Apple.

¿Por qué? Pues utilicemos el ejemplo de alguien que vive de editar videos, y digamos que lo que estás haciendo es editando videos en el formato H.265. En el mundo Android/Windows es posible que ese trabajo se pueda hacer “a fuerza bruta” utilizando el gran poder computacional crudo de los chips de última generación en esas plataformas, y es incluso posible que se puedan aceleran algunos cálculos con “motores vectoriales” que existen usualmente en el GPU (el chip dedicado a manipular gráficos), pero en el entorno de Apple Silicon, Apple ha creado circuitos dedicados específicamente para codificar y descodificar video H.265, y en tiempo real.

¿Qué significa eso en la práctica? Que mientras tu PC con Windows está arduamente tratando de codificar y descodificar el “stream” de video H.265 mientras editas tu video, que esta está esencialmente utilizando su CPU y GPU casi al máximo con poco margen para que hagas otras cosas, haciendo que tu PC se sienta pesada y lenta.

En el lado de Apple Silicon sin embargo la situación es diferente... Mientras editas tu video, circuitos dedicados están constantemente codificando y descodificando tu stream de H.265 en tiempo real, liberando esencialmente a tu CPU y GPU para que tengan ciclos de sobra para otras labores como manejo de audio, internet, labores de Office, etc, haciendo que tu sistema operativo se sienta ta fluido como la mantequilla.

Incluso, ya se hizo público que incluso la nueva Mac Mini anunciada de US$699 dólares puede editar video en resolución 8K en tiempo real, algo inaudito en un equipo de tan bajo costo, de tan pequeño tamaño, y de tan bajo consumo energético (para los que no sepan de estos temas técnicos, noten que una señal 8K está compuesta de 16 señales de video “Full HD” 1080p como lo conocen los consumidores, así que hablamos de una máquinas de US$699 dólares capaz de editar el equivalente a 16 pantallas de video FullHD en tiempo real).

Y notar que video es solo un ejemplo. Desde hace años en iOS y recientemente en el mundo de las Macs (con procesadores adicionales en los modelos clásicos con chips Intel, y ya integrado en el chip M1 hoy día), Apple tiene circuitos dedicados para en tiempo real cifrar todos los datos que fluyen en la memoria de la máquina así como la escritura y lectura de almacenamiento (sea a disco duro tradicional o SSD en estado sólido).

Eso significa que en los entornos de Apple, la seguridad por medio de cifrado de datos está habilitada por defecto, ocurre en tiempo real, y tiene un impacto casi cero en el rendimiento del resto de la máquina, mientras que en la mayoría de los entornos Android/Windows, esas son funciones que tiene que hacer el CPU en adición a sus funciones cotidianas.

Y esos fueron solo dos ejemplos. Apple dedica espacio para circuitos dedicados en sus chips a todo tipo de cosas que van desde sonido 3D hasta imágenes de alto rango dinámico (HDR), y desde reconocimiento facial y de huellas digitales hasta Inteligencia Artificial (por medio de Machines Learning).

Así que los chips de Apple Silicon tienen las siguientes razones para ser no solo más eficientes que una máquinas tradicional x86 con Windows, sino para ser mucho más eficientes:

1. Para empezar, no inician con un diseño genérico de ARM, sino que un diseño creado desde cero por Apple mismo optimizado para las necesidades de su ecosistema y de sus usuarios.

2. Utilizan circuitos dedicados para acelerar tareas comunes de un usuario, liberando al resto del chip para otras labores más genéricas y haciendo que todo se sienta más fluido.

3. Aunque un tema un poco más técnico, Apple está liderando también en pruebas de “rendimiento por vatio”. Esto significa que sus chips consumen mucho menos energía haciendo el mismo trabajo que la competencia, lo que se traduce a que o (1) puedan trabajar sin calentarse tanto y sin perder velocidad o (2) tener un rendimiento aún superior bajo calentamiento y enfriamiento activo.

Y a propósito, ese último punto es la razón por la cual la nueva MacBook Air M1, aun teniendo un chip con 8 núcleos de CPU y 8 núcleos de GPU, y decenas de otras microceldas de computación integradas, no solo no require abanicos para enfriar el chip, sino que de paso su batería dura fácilmente hasta 20 horas de uso, lo que liberará a muchas personas para que trabajen sin miedo el día entero sin tener que cargar un cargador encima todo el tiempo, que es otro de los beneficios no cuantificables sobre papel que esta arquitectura de Apple ofrece al usuario común.

Sin embargo, no tienen que llevarse de todo lo que digo, ya surgieron los primeros benchmarks (medidas de rendimiento) de las primeras MacBook Air M1 que han llegado temprano a los laboratorios que hacen este tipo de mediciones, y los resultados hablan por sí mismos de lo contundente que son. Por ejemplo, el reconocido portal Tom’s Guide ha anunciado en su titular (traducido del inglés) “Revelan los benchmarks de la MacBook Air M1 y destruyen a las laptops con Windows”. Y si buscan en Google encontrarán otros resultados similares que han surgido en los últimos 2 días.

Es importante aclarar que la MacBook Air M1 que acaba de salir a un precio de US$999 dólares no es que solo es más rápida que laptops de Windows en su rango de precio, sino que es más rápida que cualquier laptop con Windows que exista en el mercado, sin importar su precio. O En otras palabras, aun si compararas una laptop con Windows en US$3,000 dólares, esta seguiría siendo más lenta que el modelo más básico de Apple (la excepción a esto serían las laptops con GPU separados “discretos” de gama alta para video-juegos y de alto costo, pero noten que los benchmarks indican que el M1 supera hasta en un 30% a una tarjeta NVIDIA GeForce GTX 1050, lo que indica que al menos en el sector de chips integrados en laptops no hay comparación en el mundo de Windows por el momento).

O en otras palabras, esto ha cambiado no solo las reglas del juego sino que el terreno de juego en sí. Ahora curiosamente la mesa ha dado vueltas y ahora se tendrán que considerar las laptops de Apple como no solo las más baratas para el rendimiento que ofrecen sino además las más potentes, dos condiciones que generalmente eran mutuamente exclusivas en el mercado, particularmente en el mercado profesional.

Y ojo (como si ya no fuera suficiente dolor de cabeza para Intel y AMD), que este es apenas el primer chip M1 de Apple, que en apenas su primera encarnación básica ya es el chip más potente del mundo en el área que compite, y que todavía no hemos visto lo que Apple tiene planeado para la gama alta de su línea “Pro” en los próximos dos años, que pueden apostar será aun más potente, y en el caso de la Mac Pro será muchísimo más potente, posiblemente con decenas de núcleos o quizás configuraciones multi-chip en paralelo.

¿Qué significa todo esto? Que estamos literalmente al inicio de una nueva revolución en el mercado, una revolución que empujará ahora a Intel, AMD y Microsoft a ponerse las pilas y responder. Aquí alguien más que tiene de ganar aparte de Apple es ARM Holdings, quien ya está entrando en el diseño de chips ARM para uso en escritorio y laptops, y hay que ver si Microsoft se lanzará a seguir los pasos de Apple en el 2021 y por fin lanzar una versión de Windows optimizada para ARM. Y ojo, antes de que comenten al respecto: Sí, Microsoft creó una versión de Windows para ARM que sacó con sus tabletas con el llamado “Windows RT”, pero fue un total fracaso. Si Microsoft realmente quiere competir contra macOS con Windows, tendrá que hacerlo saltado de pie a cabeza en el mundo ARM, y de paso por fin dejar atrás a x86 y seguir soportando las aplicaciones tradicionales por medio de herramientas como Rosetta 2 en las nuevas Macs con el chip M1.

Y hablando de Rosetta 2, hablemos de qué sucederá con la aplicaciones que ya poseen en sus Macs tradicionales...

Para esto Apple ofrece Rosetta 2, que es una herramienta que en tiempo real toma un binario creado para x86 (la arquitectura de Intel y AMD) y lo “transcompila” a Apple Silicon, esencialmente generando un nuevo binario nativo para Apple Silicon. Según Apple (y aparenta ser cierto en la práctica), debido a la alta optimización de la transcompilación y debido al gran poder y eficiencia del M1, curiosamente muchas aplicaciones de Intel correrán mejor en las nuevas Macs con M1. Sin embargo esta transcompilación aunque funcionará para la vasta mayoría de aplicaciones, habrá un pequeño porcentaje de aplicaciones (menos del 1%) que no funcionarán, pero son aplicaciones muy específicas que tienen que ver con virtualización.

Así que por ejemplo, aplicaciones como VMWare y Parallels Desktop que te permiten emular a Windows o Linux en Mac, inicialmente no funcionarán en sus versiones tradicionales, pero si lo harán desde que sus desarrolladores creen nuevas versiones específicas para Apple Silicon, y eso nos lleva a otra herramienta que ha traído Apple a la mesa para suavizar la transición entre las Macs tradicionales y las nuevas: Binarios Universales.

Un Binario Universal en el mundo de Apple tiene dos sentidos, y ambos han sido utilizados tradicionalmente por Apple a través de los años.

En el primer sentido, un Binario Universal puede ser un App para la misma arquitectura pero que funciona en dos plataformas diferentes. El mejor ejemplo de esto son las Apps Universales para iPhone y iPad. Esencialmente el mismo App funciona en ambos entornos, aun estos sean diferentes (pero compartiendo la misma arquitectura de los chips Series A de Apple que comparten los iPhones y iPads).

En el segundo sentido, por Binario Universal Apple se refiere a un solo archivo que contiene los binarios para dos arquitecturas totalmente diferentes, como la del x86 y la de Apple Silicon. Y esta es la ruta que durante unos años Apple seguirá.

Bajo este modelo, cuando los desarrolladores creen sus Apps utilizando las herramientas de Apple, tras bastidores Apple compilará dos versiones de la aplicación, una optimizada para x86, y otra para su propio Apple Silicon, y las empaquetará ambas en un solo archivo instalador.

¿Qué significa eso? Que al menos por los próximos años cualquier usuario de Mac, sin importar que la Mac sea de la tradicional x86 o Apple Silicon podrán compartir archivos normalmente entre sí y los programas funcionarán transparentemente. Esto significa también que las Macs que hayas comprado recientemente no dejarán de funcionar, y que casi todos los programas que se hagan para las nuevas Macs funcionarán en tu Mac (salvo obviamente aquellos casos que tomen ventaja de cosas nuevas que no existan en las Macs anteriores, como podría ser un sensor de FaceID que espero llegue algún día a las Macs).

Según Apple, la empresa planea seguir dando soporte a las Macs tradicionales “por varios años más”. Si nos llevamos de su historial con transiciones pasadas, lo más probable es que el tema de los binarios universales sea la norma por dentro al menos 3 o 4 años más, y quizás por un máximo de 5 o 6.

Y noten un par de temas más. El primero es que Apple ya podrá crear aplicaciones mega-universales, que no solo funcionarán en las Macs con x86 y las de Apple Silicon, sino además en iPhone y iPad, cosa que ha anunciado oficialmente. Y esto se hará cada vez más fácil debido a que cada año macOS y iOS y iPadOS comparten cada vez más sus cimientos. Incluso, por si no sabían, una de las nuevas cosas que puedan hacer las nuevas Macs con M1 es ejecutar aplicaciones de iPhone y iPad (aunque son los desarrolladores de cada App los que decidirán si permitirán ejecutar sus Apps de iPhone y iPad en macOS, pues quizás quieran optimizar su interfaz para cada entorno), lo que traerá cientos de miles de Apps de iPhone (y particularmente iPad) a macOS.

Yo por ejemplo sueño con una futura iMac cuya pantalla se recline y se convierta en una tableta gigante para utilizar aplicaciones optimizadas para touch, o por ejemplo utilizar a ProCreate para dibujar/pintar con el Apple Pencil (dicen que soñar no cuesta nada).

Y el otro tema es que es bueno que sepan que esta no es la primera vez que Apple hace semejante transición, incluso, esta es la tercera vez que lo hace.

La primera vez fue cuando transicionó sus Macs de los chips Motorola 68xxx a los PowerPC, la segunda vez fue cuando transicionó a sus Macs con OS X desde PowerPC a x86, y esta vez es la tercera, así que la empresa ya tiene experiencia con estas transiciones, y por sobre todo que no tiene el temor de hacerlas, cosa que siempre he deseado de Microsoft, quien testarudamente al día de hoy quiere seguir soportando aplicaciones de hace décadas atrás, y esa resistencia al cambio es precisamente lo que le costará mercado ahora, pues pueden esperar que al menos en los próximos dos años Apple tomará una ventaja significativa sobre el mercado de Windows, al menos en el sector profesional.

Para que tengan una idea a lo que me refiero, herramientas como Pixelmator ya están reportando esta semana que la versión M1 es entre 3 y 15 veces más rápida que la versión x86, y esa ventaja puede dejar atrás aquellas otras aplicaciones profesionales que solo existen en Windows si no se apuran rápidamente a migrar sus apps a macOS. Adobe por ejemplo ha respondido que migrará toda su plataforma creativa a Apple Silicon precisamente para no quedarse atrás, y esperen lo mismo de aplicaciones de otra índole en ramas de la ingeniería, medicina, arquitectura, etc.

Habiendo dicho todo eso, y para concluir, quiero decir que es verdad que ahora vendrán las guerras de los Fanboys y los Haters, pero al final de cuentas somos los consumidores los que seremos beneficiados de estos saltos tecnológicos, y debo decir que el mundo de las PCs de escritorio y laptops (de Windows y Macs) necesitaban algo como esto, pues ese mundo se había casi paralizado debido a los grandes avances en el sector móvil. Así que amen u odien a Apple, hay que darle su debido crédito de querer siempre innovar y empujar (o a veces halar) al resto de la industria hacia adelante...

Los próximos dos años serán verdaderamente emocionantes.

autor: josé elías

Comentarios

  • Otra joya de artículo Eliax , este es para recortar y compartir.

    Haters comentando en 3... 2... 1...

    • Haters y fanboys

  • Pónganle el Microsoft Flight Simulator que acaba de salir y ya verán si funciona rápida o lenta,
    Ese juego destruye hasta a un super ordenador de la nasa.

    Hablando mas en serio quiero probar una M1 y ver klk.

  • Excelente explicación que me cae como anillo al dedo. Yo tengo 8 años feliz con mi MacBook y ya es hora de cambiarla y me voy a comprar la nueva Air.

  • Eliax estuve leyendo que las 3 computadoras que salieron con el M1 utilizan el mismo chip M1.

    Mi pregunta es si entonces valdría la pena comprar la MacBook Pro de 13 cuando podría comprar la MacBook Air que es más barata y pesa menos.

    • Eduardo,

      Apple aparenta que está adoptando con las nuevas Macs una política similar a la que ha adoptado con sus iPhones, en donde todos los modelos utilizan el mismo procesador (eso abarata costos, a propósito) y prefiere mejor diferenciar el productos en otros aspectos.

      En el caso de las 3 nuevas Macs (MacBook Air, MacBook Pro 13”, y Mac Mini), ciertamente todas utilizan exactamente el mismo chip M1, *sin embargo* eso no significa que todas van a sentirse igual, ya que tienen distintas características térmicas que afectan el rendimiento.

      Me explico a continuación...

      Algo que muchas personas que no son técnicas desconocen es que muchos modelos de microprocesadores corren a distintas velocidades dependiendo de la temperatura ambiental dentro de la PC, laptop, tablet o celular que funcionen, de modo que por ejemplo si el ambiente está relativamente frío funcionan a toda velocidad, pero si la temperatura empieza a aumentar entonces disminuyen la velocidad.

      Eso se debe a que mientras más ciclos de reloj ejecuta un chip por segundo, más calor genera.

      Habiendo dicho eso, es importante notar que con cargas ligeras cotidianas de trabajo (como navegar el internet con par de pestañas abiertas o trabajar en un documento de Office) no notarás diferencia entre estos tres nuevos modelos, ya que los tres podrán correr a toda velocidad sin calentarse.

      Sin embargo, en el momento que decidas hacer algo que constantemente esté llevando la máquina a su extremo (como por ejemplo, un video-juego de gráficos intensivos, o un renderizador de películas 3D, o aplicando decenas de filtros a cientos de fotos), llegará un punto en donde la MacBook Air (que no contiene abanicos internos) se empezará a calentar y la velocidad de su M1 disminuirá paulatinamente. En la MacBook Pro sin embargo (y la Mac Mini) que contiene un sistema de abanicos internos y otras técnicas de enfriamiento, el M1 continuará funcionando igual de rápido por mucho más tiempo y por tanto logrando avanzar más rápido en el tiempo que su hermana Air. Obviamente que si el tiempo de calentamiento se extiende de forma bien largo que incluso la Pro también tendrá que bajar su frecuencia, pero esto lo hará muchísimo más tarde que la Air.

      En resumen, la Pro y la Mini están diseñadas para aguantar por más tiempo jornadas de trabajo más intensos, y esa es esencialmente la diferencia en ese aspecto del M1.

      • José, si bien el silicio de base es el mismo, por cuestiones de binning o de fallos en alguna subestructura del SOC, la versión de gana de entrada del Mcbook Air tiene 7 núcleos de CPU vs 8 de las otras versiones. No pude detectar que reporten algo menos de velocidad de reloj de los CPU. Saludos.-

  • Excelente artículo, como siempre! (Me he leído también el anterior).

  • Leerte es como leer a Nostradamus y la calidad de tus artículos técnicos rara vez se encuentra en nuestro idioma. Ojalá puedas escribir más a menudo o que te contrate algún portal de esos grandes como CNN.

    En lo único que a veces no estoy de acuerdo contigo es en temas de política porque te encuentro muy libertario pero nadie es perfecto.

  • Ya se tenía mucho tiempo que no se publicaba en el blog un artículo de estos que nos apasionan, de gran calidad, sin fanatismos ni odios y con lenguaje claro.

    Solo queda una duda, ¿Cómo siempre pasa con las primeras versiones de un producto nuevo de Apple, lo recomiendas comprar o esperar la segunda versión?

    • Si yo tuviese que comprar una laptop nueva, compraría una de estas ahora mismo, pues Apple tiene la gran virtud de que tiene un excelente servicio al cliente y si algo llegara a pasarle a la laptop por defecto de fábrica ellos no tendrían problemas en darte una nueva.

      Sin embargo, si eres un usuario en donde tu vida y trabajo depende tu laptop, siempre es prudente esperar una segunda generación para que en la primera arreglen cualquier tipo de desperfecto. Aunque algo me dice que a esta primera versión le irá muy bien ya que este chip aun siendo nuevo realmente es un derivado de la arquitectura probada de la A-Series, y lo mismo podemos decir de macOS.

  • Eres un fanboy de Apple, esperemos que en breve salgan estadísticas por gente independiente sobre los rendimientos en estos micros y los los nuevos X86, Especialmente interesado en los equipos de sobremesa

  • Excelente artículo Eliax.
    Recuerdo que cuando Apple lanzó su primer procesador ARM el A4, ya venias prediciendo que esto iba a suceder y que cambiaría la industria. Well done.

  • Contaba contigo José!!
    Sabía que no podía faltar este artículo de tu parte! Ahora a Leerlo!!

  • José, otra cuestión que me gustaría aclarar es que los SOC de dispositivos Android tienen hardware dedicado para el procesamiento de algunas cuestiones como los DSP para fotografía, aceleradores de AI, procesadores de video, GPU, como así también obviamente las CPU de propósito general. Lo que si bien explicas, es que Apple a tener un ecosistema propio diseñando desde el software hasta el hardware, en este último pueden agregar funcionalidad especificas para ser exprimidas por si proprio software.

  • Jose Elias !!
    Un gran saludo y todas la felicitaciones por todos tus aportes y hoy esta gran explicación, que sin ser yo experto , lo escribes tan entendible que una ves leído ( y entendido) resulto yo mas sabio, desde luego a mi nivel , pero muchos términos me resultan bien familiares. Gracias por todo ello.
    Jose

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por "Miguel Fabian" en jul 5, 2012


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