Um mergulho profundo em recursos e desempenho

No início de maio de 2024, a Apple revelou seu novo processador M4, estreando no mais recente iPad Pro em vez de um MacBook ou MacBook Air. Não sabíamos muito sobre o chip em seu lançamento, mas depois de nos aprofundarmos e investigarmos minuciosamente, estou pronto para compartilhar minhas descobertas. Então, se você está curioso sobre o chip mais recente da Apple, aqui está o que você precisa saber sobre o processador Apple M4.

Qual é o processador Apple M4?

O processador Apple M4 é o chip top de linha mais recente da empresa, prometendo um salto significativo de desempenho em relação ao silício da geração anterior. O chip tem duas versões: a versão top de linha possui dez núcleos, enquanto a outra possui nove. Independentemente disso, ambos são uma atualização da configuração de oito núcleos do M3.

Esta nova configuração inclui recursos básicos de próxima geração, como previsão de ramificação aprimorada, mecanismos de decodificação e execução mais amplos para núcleos de desempenho e um mecanismo de execução mais profundo para núcleos de eficiência. Ambos os tipos principais possuem aceleradores aprimorados de aprendizado de máquina (ML) de próxima geração, o que deve ajudar a Apple a manter o ritmo na corrida da IA ​​generativa.

Apesar de suas diferentes contagens de núcleos, as variantes de nove e dez núcleos têm uma velocidade de clock aumentada de 4,4 GHz e são construídas usando o nó de processo de 3 nm de segunda geração da TSMC.

Ao se aprofundar nas especificações, você descobrirá que a variante de CPU de nove núcleos vem com três núcleos de desempenho e seis núcleos de eficiência, disponíveis com 256 GB ou 512 GB de armazenamento e 8 GB de RAM. Isso pode ser limitante para usuários que precisam de mais RAM, mas não exigem armazenamento extenso. Por outro lado, a variante de dez núcleos oferece seis núcleos de eficiência e quatro núcleos de desempenho, 1 TB de armazenamento e 16 GB de RAM. No papel, é o chip mais flexível.

A microarquitetura do M4 teve melhorias significativas. A previsão de ramificação, um aspecto crítico do desempenho da CPU, foi aprimorada em ambos os tipos de núcleo. A previsão de ramificação aprimorada reduz as falhas de desempenho causadas por previsões incorretas, levando a um melhor desempenho geral. Além disso, os núcleos de desempenho apresentam mecanismos de decodificação e execução mais amplos, permitindo mais instruções por ciclo, o que melhora o paralelismo no nível da instrução.

Os núcleos de eficiência, por sua vez, possuem um mecanismo de execução mais profundo, provavelmente resultando em velocidades de clock mais altas. Isso significa que podem ocorrer mais ciclos de clock, com cada ciclo lidando com pedaços menores de trabalho, aumentando assim o desempenho.

Um recurso de destaque do M4 são seus aceleradores de ML de última geração aprimorados, integrados diretamente na CPU. Esses aceleradores suportam extensões de matrizes escaláveis ​​(SME2), permitindo a multiplicação eficiente de matrizes em hardware. Este avanço é particularmente benéfico para simulações científicas, visão computacional e tarefas de aprendizado de máquina. A inclusão do SME2, ​​parte da arquitetura Arm v9.4, significa um grande salto para a Apple. Os núcleos de desempenho e eficiência agora apresentam esses aceleradores de ML, garantindo uma alternância contínua de tarefas entre núcleos sem degradação do desempenho.

A GPU de dez núcleos do M4 baseia-se na arquitetura do M3, introduzindo cache dinâmico, ray tracing acelerado por hardware e sombreamento de malha. Esses recursos, anteriormente encontrados no M3, agora estão disponíveis no iPad, prometendo desempenho gráfico aprimorado.

Então, como todas essas melhorias se traduzem? Nossas pontuações no Geekbench 6 revelam que o M4 supera seus antecessores em tarefas single-threaded e multi-threaded. As pontuações de thread único para as versões de nove e dez núcleos superam as do M3, M2 e M1. A versão de dez núcleos supera a variante de nove núcleos e as gerações anteriores em tarefas multithread.

Curiosamente, M1, M2 e M3 mostram níveis de desempenho semelhantes quando normalizo as pontuações de thread único pela velocidade do clock. No entanto, o M4 demonstra um salto significativo, indicando melhorias substanciais na microarquitetura além do aumento da velocidade do clock.

Quando comparado ao Snapdragon X Plus e X Elite da Qualcomm, o M4 se mantém firme. O Snapdragon X Plus, com seus dez núcleos de desempenho, supera ligeiramente a variante de nove núcleos do M4. No entanto, a versão de dez núcleos do M4 compete de perto com o Snapdragon X Elite. O verdadeiro teste ocorrerá quando esses processadores estiverem disponíveis em dispositivos reais, permitindo comparações abrangentes de eficiência energética.

Olhando para o futuro, podemos esperar várias variantes do M4, como o M4 Pro e o M4 Max, potencialmente apresentando mais núcleos e maior desempenho. Além disso, a arquitetura M4 pode chegar a futuros modelos de iPhone, possivelmente como o SoC A18, trazendo recursos Arm v9 para dispositivos móveis da Apple.

O processador M4 representa um avanço significativo na tecnologia de chips da Apple, oferecendo desempenho aprimorado, recursos de ML aprimorados e suporte gráfico robusto. Esteja você considerando uma atualização ou simplesmente interessado na tecnologia mais recente, o M4 é um desenvolvimento notável no mundo dos processadores.