Apple M1 Ultra chega como "chip mais poderoso para computação pessoal"

Apple M1 Ultra chega como "chip mais poderoso para computação pessoal"

Por Renan da Silva Dores | Editado por Wallace Moté | 08 de Março de 2022 às 19h19
Apple

Uma das surpresas do evento de primavera da empresa realizado nesta terça-feira (8), o Apple M1 Ultra é o mais novo membro da família de processadores da gigante de Cupertino, e conclui a transição dos dispositivos da companhia para o Apple Silicon, iniciada com o M1 e o MacBook Air em 2020.

O lançamento leva o desempenho dos componentes da marca a um novo patamar, ao utilizar um projeto inteligente de engenharia para tentar contornar as limitações físicas dos processos de fabricação atuais, ao mesmo tempo em que busca entregar desempenho suficiente para superar as soluções Windows mais potentes disponíveis atualmente com eficiência energética incomparável.

M1 Ultra é "chip para computação pessoal mais poderoso"

As especificações do Apple M1 Ultra impressionam: o componente é equipado com uma CPU de 20 núcleos, sendo 16 de alta performance e 4 de baixo consumo, acompanhada de GPU de 64 núcleos e Neural Engine para Inteligência Artificial de 32 núcleos.

Complementando o pacote de processamento está o "tempero especial" da empresa: 128 GB de memória unificada, com enorme largura de banda de 800 GB/s, que permite CPU e GPU terem acesso às mesmas informações simultaneamente.

O Apple M1 Ultra traz 20 núcleos de CPU, 64 núcleos de GPU, Neural Engine de 32 núcleos e 128 GB de memórias unificada, com largura de banda de 800 GB/s (Imagem: Apple)

Fabricado no processo N5 de 5 nm da TSMC, o conjunto teria uma densidade absurda de 114 bilhões de transistores, exatamente o dobro do Apple M1 Max, antigo chip mais poderoso da companhia. Para efeito de comparação, seriam necessárias mais de 4 GeForce RTX 3090, GPUs mais poderosas da Nvidia com 28,3 bilhões de transistores cada, para atingir a mesma densidade do novo M1 Ultra.

Somando dois M1 Max com UltraFusion

Durante a apresentação, a Apple explicou as dificuldades de se desenvolver chips grandes, desafio também enfrentando por rivais como AMD, Intel e Qualcomm — além de exigir maior consumo, um chip monolítico, formado por um único die, que possua área muito grande é extremamente caro e difícil de ser fabricado, especialmente por estar mais suscetível a falhas durante a produção e consequentemente baixo rendimento dos wafers de silício.

Utilizar dois chips separados em uma única máquina também gera desafios próprios, já que não apenas seria mais complexo lidar com a geração de calor dos processadores separados, mas também haveria penalidades na performance, mais especificamente na latência gerada pela distância entre eles, já que as informações levariam muito tempo para trafegar entre os componentes.

O M1 Ultra é basicamente uma fusão de dois M1 Max, através da técnica UltraFusion, que utiliza mais de 10 mil conexões de silício para entregar largura de banda de 2,5 TB/s (Imagem: Apple)

Para contornar esses problemas, a empresa revelou ter um "segredo escondido" no M1 Max que, na verdade, já havia sido destacado por especialistas e informantes no passado. O chip mais antigo possui uma área de vias de silício que permite à Apple ligar dois M1 Max em um único componente, formando assim o M1 Ultra.

A solução só foi possibilitada graças ao que a companhia chama de UltraFusion, técnica de interposição de processadores "mais avançada do mercado", nas palavras da Maçã. O método utiliza mais de 10 mil conexões para comunicação, o que resultaria em uma largura de banda de 2,5 TB/s, 4 vezes maior que "a solução concorrente líder".

A UltraFusion contorna obstáculos enfrentados por todas as fabricantes de chips em relação a processadores com grande área (Imagem: Apple)

Não está claro a qual tecnologia a Apple está se referindo, mas é possível que se trate da Foveros da Intel — curiosamente, a AMD utiliza uma tecnologia semelhante para a tecnologia 3D V-Cache de alguns de seus processadores, que entregam largura de banda de 2 TB/s e densidade de conexões próxima ao do UltraFusion. Isso pode indicar que ambas estão relacionadas de alguma maneira, especialmente por serem desenvolvidas em parceria com a TSMC.

CPU a nível de Core i9 12900K consumindo 100 W a menos

Segundo a Apple, a CPU do M1 Ultra é até 90% mais poderosa que o Intel Core i9 12900K, atual processador mais potente do mercado para consumidores e solução mais avançada da Intel no momento, em cargas de trabalho com múltiplos núcleos e utilizando a mesma quantidade de energia, número próximo dos 60 W, de acordo com os gráficos da companhia.

O lançamento também ofereceria o pico de performance do Core i9 consumindo até 100 W a menos, atingindo apenas 40 W, caso a escala dos gráficos divulgados seja precisa. As promessas são mais impressionantes quando consideramos as especificações do concorrente da Intel: o i9 12900K é equipado com 16 núcleos e 24 threads, sendo 8 P-Cores de alto consumo com Hyper-Threading e 8 E-Cores de baixo consumo, com clocks de até 5,2 GHz.

Em CPU, o M1 Ultra atingiria o mesmo nível de desempenho multi-core do Core i9 12900K consumindo 100 W a menos (Imagem: Apple)

É importante destacar que ainda é cedo para garantir que as promessas da Apple têm embasamento, já que como toda fabricante, a gigante estaria selecionando o melhor cenário possível para demonstrar as capacidades do M1 Ultra. Além disso, outro ponto interessante é que não há menção à performance com um único núcleo, área em que o Core i9 ainda deve se destacar frente às soluções da Apple, especialmente em faixas mais elevadas de consumo.

Por fim, há diferenças arquitetônicas marcantes — ARM, comum em smartphones, contra x86, amplamente utilizado em PCs — que requerem otimizações por parte dos aplicativos profissionais para que todo o poder do novo processador da Maçã seja aproveitado. De todo modo, o M1 Ultra mantém a liderança de eficiência energética da Apple, e tem potencial para abalar ainda mais a dominância já fragilizada de processadores baseados em x86.

GPU a nível de RTX 3090 consumindo 200 W a menos

A GPU também proporcionaria performance elevada, encarando a poderosa GeForce RTX 3090, placa de vídeo mais potente disponível para o público, mas consumindo 200 W a menos — algo próximo dos 150 W, contra 350 W da rival da Nvidia.

Em GPU, o M1 Ultra ofereceria desempenho equivalente à RTX 3090, mas consumindo 200 W a menos (Imagem: Apple)

O segredo não estaria apenas na potência bruta do chip gráfico, que atingiria poder computacional de 21 TFLOPs, como também na memória unificada, já que o componente não precisaria solicitar acesso da CPU aos dados e nem mesmo acessar o armazenamento mais lento, poupando energia e reduzindo o tempo de processamento, consequentemente turbinando o desempenho.

Novamente, vale o aviso de que é necessário aguardar por testes especializados para que a eficiência massiva da GPU do M1 Ultra seja comprovada. Além disso, também é preciso considerar a obrigatoriedade de haver otimizações por parte dos desenvolvedores para que toda a performance do chip da Apple seja de fato aproveitada.

Ainda assim, a chegada de um chip gráfico integrado tão potente e eficiente, ao menos em teoria, coloca pressão na Nvidia, assim como também na AMD e, novamente, na Intel, que entrará no mercado de GPUs dedicadas em breve.

Menor consumo, menor impacto ambiental

O Apple M1 Ultra estreia no Mac Studio, computador profissional da empresa também anunciado durante o evento de primavera, que cobra um preço bastante salgado pelo alto desempenho. Seguindo as promessas de eficiência imbatível feitas pela gigante de Cupertino, o dispositivo seria mais uma parte dos investimentos da companhia em reduzir os impactos ambientais, não apenas pela construção com materiais recicláveis, como ainda pelo baixo consumo.

O Apple M1 Ultra estreia neste mês no Mac Studio, prometendo performance de Core i9 12900K combinado a uma RTX 3090, mas consumindo até 1.000 kWh por ano a menos (Imagem: Apple)

Segundo a empresa, o Mac Studio com M1 Ultra consumiria 1.000 kWh a menos por ano que um Alienware Aurora R13, equipado com processador Intel Core i9 12900K e placa de vídeo Nvidia GeForce RTX 3090, enquanto entregaria performance equivalente ou superior, dependendo do cenário de uso.

O aparelho começa a ser vendido em mais de 29 países a partir desta sexta-feira (11). No Brasil, a configuração mais básica, com M1 Max, sai por salgados R$ 23 mil, mas o conjunto completo com M1 Ultra pode atingir os astronômicos R$ 100 mil.

Fonte: Apple

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