Apple M1

Apple M1

Apple M1 : Révolution dans les processeurs mobiles

Introduction

Avec le lancement du processeur Apple M1 en 2020, la société a réalisé une percée, défiant les architectures traditionnelles x86 d'Intel et AMD. Ce chip, basé sur l'ARM, a combiné haute performance et efficacité énergétique sans précédent. Dans cet article, nous allons examiner comment fonctionne le M1, pour qui il est adapté et pourquoi il reste pertinent trois ans après sa sortie.


1. Architecture et processus technologique : Innovations au niveau de la puce

Cœurs hybrides : Firestorm et Icestorm

Le M1 est construit selon un schéma hybride avec 8 cœurs :

- 4 cœurs haute performance Firestorm

Fonctionnent à une fréquence de base de 2,1 GHz, avec un turbo boost allant jusqu'à 3,2 GHz. Destinés aux tâches exigeantes : rendu vidéo, modélisation 3D, compilation de code.

- 4 cœurs à haute efficacité énergétique Icestorm

Fréquence allant jusqu'à 2,1 GHz. Responsables des processus en arrière-plan (mises à jour, téléchargements) et des tâches de base (navigation web, traitement de texte).

Tous les cœurs utilisent un cache L3 commun (16 Mo), ce qui accélère les échanges de données. Contrairement à ses concurrents, le M1 ne prend pas en charge l’hyper-threading - chaque cœur traite un seul fil, pour un total de 8 fils.

Processus technologique de 5 nm : Densité et efficacité

Le chip est fabriqué selon la technologie de 5 nm de TSMC. Cela a permis de loger 16 milliards de transistors sur une surface de 120 mm². À titre de comparaison : l'Intel Core i7-1165G7 (10 nm) contient environ 4,5 milliards de transistors.

Graphique intégrée

Le M1 inclut un GPU 8 cœurs avec prise en charge de Metal 2. La carte graphique gère la vidéo 4K, le montage léger dans Final Cut Pro et les jeux à des réglages moyens (par exemple, Shadow of the Tomb Raider en 1080p/30 FPS).


2. TDP 15 W : Comment Apple économise de l'énergie

Le TDP (Thermal Design Power) du M1 est de 15 W, soit 2 à 3 fois moins que celui des équivalents Intel/AMD. Cela a été possible grâce à :

- Répartition dynamique des tâches entre Firestorm et Icestorm. Par exemple, lors de l'utilisation de Safari, seuls les cœurs à haute efficacité énergétique sont activés.

- Optimisation de macOS - le système d'exploitation est « optimisé » pour l'architecture ARM, minimisant les surcharges.

- Mémoire unifiée - le CPU, le GPU et le cœur neural partagent la même RAM, réduisant ainsi les latences.

Même sous charge (par exemple, lors du rendu dans DaVinci Resolve), le chip ne dépasse rarement 45°C, ce qui permet un refroidissement passif dans le MacBook Air.


3. Performances : Chiffres et scénarios réels

Tests synthétiques

- Geekbench 6 : 2318 (Single-Core), 8142 (Multi-Core). À titre de comparaison : l'Intel Core i7-1165G7 atteint ~1800/5500.

- Cinebench R23 : 1500 (Single), 7800 (Multi).

Tâches quotidiennes

- Travail de bureau : Utilisation simultanée de 20+ onglets dans Chrome, Excel (tableaux de 10 000 lignes), conférence Zoom - sans décalage.

- Multimédia : Conversion de vidéos 4K en H.265 (HandBrake) 30 % plus rapidement que l'Intel i5-1135G7.

- Jeux : Dans Civilization VI (1080p, réglages moyens) - 60 FPS stables. Cependant, des projets AAA comme Cyberpunk 2077 nécessitent de réduire la résolution à 720p.

Mode Turbo : Quand la vitesse prime sur l'autonomie

Lors de l'activation du turbo (jusqu'à 3,2 GHz), les performances du CPU augmentent de 25 à 30 %, mais l'autonomie de la batterie diminue de 1 à 2 heures. Par exemple, le rendu d'une vidéo de 10 minutes dans Final Cut Pro s'achèvera en 8 minutes au lieu de 11.


4. Scénarios d'utilisation : Pour qui le M1 est-il adapté ?

- Étudiants et employés de bureau - longue autonomie (jusqu'à 18 heures dans le MacBook Air), sortie de veille instantanée.

- Professionnels créatifs - montage de vidéos 4K, travail dans Adobe Lightroom.

- Voyageurs - ordinateurs portables légers (le MacBook Air pèse 1,29 kg) sans besoin de prise électrique.

- Ne convient pas : Aux gamers hardcore, aux ingénieurs travaillant avec des CAO (AutoCAD), et à ceux qui ont besoin de logiciels Windows.


5. Autonomie : Comment le M1 a révolutionné les standards

Le MacBook Air sur M1 fonctionne jusqu'à 18 heures lors de la navigation web. Ceci est obtenu grâce à :

- Algorithme de prévision de charge - le système répartit à l'avance les tâches entre les cœurs.

- Contrôleur de puissance intégré - désactive les modules inutilisés (par exemple, une partie du GPU en mode veille).

- Écran Retina économe avec une luminosité maximale de 400 nits.

Même en utilisation active (par exemple, montage dans iMovie), l'ordinateur portable fonctionne 6 à 8 heures.


6. Comparaison avec les concurrents

Apple M1 vs Intel Core i5-1135G7

- Performances : M1 surpasse de 40 % en Multi-Core (Geekbench).

- Efficacité énergétique : Avec un TDP identique (15 W), le M1 consomme 50 % moins d'énergie au repos.

Apple M1 vs AMD Ryzen 7 5800U

- En synthétique, le Ryzen l'emporte en Multi-Core (Geekbench ~9000), mais est dépassé en Single-Core (1500 vs 2318).

- L'autonomie des ordinateurs portables sur Ryzen 7 - jusqu'à 10 heures contre 18 pour le MacBook Air.

Apple M1 vs Générations précédentes (Intel MacBook Pro 2020)

- Le rendu vidéo dans Premiere Pro est 2,5 fois plus rapide.

- La chaleur est réduite de 60 % grâce à l'absence de ventilateur dans l'Air.


7. Avantages et inconvénients

Points forts :

- Autonomie record.

- Haute performance par watt.

- Silencieux (dans le MacBook Air).

- Intégration avec l'écosystème Apple (AirDrop, Continuité).

Points faibles :

- Mise à niveau limitée (mémoire et SSD soudés).

- Incompatibilité avec certains logiciels Windows (uniquement via des émulateurs comme Parallels).

- Pas de prise en charge des GPU externes.


8. Recommandations pour le choix d'un portable

- Ultrabooks : MacBook Air (M1) - idéal pour la mobilité.

- Stations de travail : MacBook Pro 13″ (M1) - refroidissement actif pour des charges prolongées.

- À considérer :

- Capacité du SSD (minimum 512 Go pour le montage vidéo).

- Version macOS (prise en charge des nouvelles fonctionnalités).

- Compatibilité des périphériques (par exemple, Thunderbolt 3).


9. Conclusion

L'Apple M1 est un processeur idéal pour ceux qui apprécient un équilibre entre puissance et autonomie. Il convient à :

- Les freelances qui travaillent dans des cafés ou des aéroports.

- Les photographes et vidéastes qui ont besoin d'un montage portable.

- Les utilisateurs fatigués de devoir recharger constamment leur ordinateur portable.

Avantages clés :

- Travailler sans prise toute la journée.

- Assez de puissance pour la plupart des tâches (excepté les jeux AAA et les logiciels techniques).

- Système silencieux et frais même sous charge.

Si vous n'êtes pas attaché à Windows et que vous ne prévoyez pas de jouer aux derniers jeux, le M1 sera un excellent choix en 2024, surtout compte tenu de la baisse des prix des appareils après la sortie des M2/M3.

Basique

Nom de l'étiquette
Apple
Plate-forme
Laptop
Date de lancement
November 2020
CPU Architecture
Apple Firestorm + Apple Icestorm
CPU Name
Apple M1
Part Number
T8103
Nom du modèle
?
Le numéro du processeur Intel n'est qu'un des nombreux facteurs - avec la marque du processeur, les configurations du système et les références au niveau du système - à prendre en compte lors du choix du processeur adapté à vos besoins informatiques.
Apple M1
Fonderie
TSMC

Spécifications du CPU

Performance Cores
4
Nombre total de cœurs
?
Les cœurs sont un terme matériel qui décrit le nombre d'unités centrales indépendantes dans un seul composant informatique (puce ou puce).
8
Nombre total de threads
?
Le cas échéant, la technologie Intel® Hyper-Threading est uniquement disponible sur les cœurs Performance.
8
Cœurs d'efficacité
4
Fréquence Turbo maximale à noyau efficace
?
Fréquence turbo maximale E-core dérivée de la technologie Intel® Turbo Boost.
2.064 GHz
Instruction Set Extensions
NEON
Fréquence Turbo du cœur de performance
?
Fréquence turbo maximale du cœur P dérivée de la technologie Intel® Turbo Boost.
3.204 GHz
Ensemble d'instructions étendu
ARMv8.4-A, NEON
Cache L1
P-cores: 192 KB instruction + 128 KB data per core; E-cores: 128 KB instruction + 64 KB data per core
Cache L2
P-core cluster: 12 MB; E-core cluster: 4 MB
Processus de fabrication
?
La lithographie fait référence à la technologie des semi-conducteurs utilisée pour fabriquer un circuit intégré et est exprimée en nanomètres (nm), ce qui indique la taille des caractéristiques construites sur le semi-conducteur.
5 nm
Ensemble d'instructions
?
Le jeu d'instructions est un programme rigide stocké à l'intérieur du CPU qui guide et optimise les opérations du CPU. Avec ces jeux d'instructions, le CPU peut fonctionner plus efficacement. Il existe de nombreux fabricants qui conçoivent des CPU, ce qui entraîne différents jeux d'instructions, tels que le jeu d'instructions 8086 pour le camp Intel et le jeu d'instructions RISC pour le camp ARM. x86, ARM v8, et MIPS sont tous des codes pour des jeux d'instructions. Les jeux d'instructions peuvent être étendus ; par exemple, x86 a ajouté le support 64 bits pour créer x86-64. Les fabricants développant des CPU compatibles avec un certain jeu d'instructions ont besoin de l'autorisation du détenteur du brevet du jeu d'instructions. Un exemple typique est Intel autorisant AMD, permettant à ce dernier de développer des CPU compatibles avec le jeu d'instructions x86.
ARMv8.4-A
Nombre de transistors
16 billion

Spécifications de la mémoire

Memory Bus Width
128-bit
Types de mémoire
?
Les processeurs Intel® sont disponibles en quatre types différents : monocanal, double canal, triple canal et mode Flex. La vitesse de mémoire maximale prise en charge peut être inférieure lors du remplissage de plusieurs modules DIMM par canal sur des produits prenant en charge plusieurs canaux de mémoire.
Unified LPDDR4X-4266
Taille max de mémoire
?
La taille maximale de la mémoire fait référence à la capacité de mémoire maximale prise en charge par le processeur.
16 GB
Canaux de mémoire max
?
Le nombre de canaux mémoire fait référence au fonctionnement de la bande passante pour les applications réelles.
2
Bande passante max de mémoire
?
Max Memory bandwidth is the maximum rate at which data can be read from or stored into a semiconductor memory by the processor (in GB/s).
68.25 GB/s
ECC Memory Supported
?
ECC Memory Supported indicates processor support for Error-Correcting Code memory. ECC memory is a type of system memory that can detect and correct common kinds of internal data corruption. Note that ECC memory support requires both processor and chipset support.
No

Spécifications du GPU

GPU Name
Apple M1 GPU
Video Decode
H.264, HEVC (H.265); multiple 4K video streams / up to 4K 60 fps depending on codec, bitrate and app
Video Encode
H.264, HEVC (H.265); up to 4K 60 fps depending on profile, level and app
Graphics Core Count
8
GPU APIs
Metal, OpenCL
Performance graphique
Up to 2.6 TFLOPS FP32
Media Engine
Media encode and decode engines
Video Decode Engines
1
Video Encode Engines
1
ProRes Encode/Decode Engines
No

Spécifications IA

AI Engine
16-core Apple Neural Engine
Neural Engine Core Count
16
NPU Name
Apple Neural Engine
NPU Performance
11 TOPS

Connectivité

Bluetooth Support
Yes
Bluetooth Version
Bluetooth 5.0
Wi-Fi Standard
Wi-Fi 6 (802.11ax)

Interfaces et ports

Thunderbolt Support
Yes, up to 40 Gbps
USB Version
USB4
USB4 Support
Yes, up to 40 Gbps

Divers

Hardware-Verified Secure Boot
Yes, Apple silicon secure boot chain of trust
Image Signal Processor
Apple image signal processor
Runtime Anti-Exploitation
KIP, FPR, SCIP, PAC, PPL
Security Processor
Secure Enclave

Benchmarks

Cinebench R23
Monocœur Score
1512
Cinebench R23
Multicœur Score
7728
Geekbench 6
Monocœur Score
2347
Geekbench 6
Multicœur Score
8341
Geekbench 5
Monocœur Score
1729
Geekbench 5
Multicœur Score
7501
Passmark CPU
Monocœur Score
3674
Passmark CPU
Multicœur Score
14128
Cinebench 2024
Monocœur Score
110
Cinebench 2024
Multicœur Score
444
Cinebench 2024 GPU
Score
510
Blender
Score
117

Comparé aux autres CPU

Cinebench R23 Monocœur
1857 +22.8%
1716 +13.5%
M1
1512
1130 -25.3%
885 -41.5%
Cinebench R23 Multicœur
15021 +94.4%
8800 +13.9%
M1
7728
255 -96.7%
Geekbench 6 Monocœur
2544 +8.4%
2431 +3.6%
M1
2347
2249 -4.2%
2186 -6.9%
Geekbench 6 Multicœur
9111 +9.2%
8699 +4.3%
M1
8341
8020 -3.8%
7540 -9.6%
Geekbench 5 Monocœur
1925 +11.3%
1827 +5.7%
M1
1729
1667 -3.6%
1603 -7.3%
Geekbench 5 Multicœur
8274 +10.3%
7887 +5.1%
M1
7501
7124 -5%
6726 -10.3%
Passmark CPU Monocœur
3791 +3.2%
3729 +1.5%
M1
3674
3592 -2.2%
3513 -4.4%
Passmark CPU Multicœur
15232 +7.8%
14654 +3.7%
M1
14128
13626 -3.6%
13082 -7.4%
Cinebench 2024 Monocœur
120 +9.1%
112 +1.8%
M1
110
109 -0.9%
107 -2.7%
Cinebench 2024 Multicœur
742 +67.1%
618 +39.2%
494 +11.3%
M1
444
Cinebench 2024 GPU
M2
3340 +554.9%
3331 +553.1%
2804 +449.8%
2423 +375.1%
M1
510
Blender
215 +83.8%
169 +44.4%
M3
132 +12.8%
M1
117
5 -95.7%