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Linha Apple M3 estreia com chips em 3 nm e grande foco em gráficos

Por| Editado por Wallace Moté | 31 de Outubro de 2023 às 10h07

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Com a chegada dos novos MacBook Pro e iMac, a Apple apresentou na noite desta segunda-feira (30) a família de chips Apple M3, composta do M3 base, M3 Pro e M3 Max. Além de contarem com a nova litografia de 3 nm da TSMC, inaugurada pelo A17 Pro do iPhone 15 Pro, os chips prometem avanços bastante tímidos em CPU frente à linha M2, dando maior foco ao processamento gráfico e, ao que parece, a usuários do M1 que já estejam de olho em upgrades.

Menos de um ano depois da estreia da linha M2, a Apple apresenta a família M3 com refinamentos e melhorias mais visíveis em GPU. As novidades são as primeiras a chegar aos Macs (e na realidade, a chegar em um computador) com fabricação no novo processo N3B da classe de 3 nm da TSMC. Mesmo assim, a gigante de Cupertino deu pouca atenção à eficiência, preferindo dar foco a usuários com máquinas mais antigas e aos avanços gráficos.

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Como de costume, teremos três componentes disponíveis: o básico M3, o intermediário M3 Pro e o avançado M3 Max — um eventual M3 Ultra deve ser revelado no ano que vem para a versão atualizada do Mac Pro.

Apple M3 aposta em 3 nm e GPU para melhorias

Modelo mais simples da nova família, o Apple M3 apresenta ficha técnica praticamente idêntica ao M2: o lançamento é embarcado com CPU de oito núcleos, sendo quatro de alta performance e quatro de alta eficiência, além de GPU de 10 núcleos e Neural Engine de 16 núcleos para tarefas de Inteligência Artificial. A companhia parece estar apostando nos ganhos da litografia de 3 nm e nos avanços da GPU para justificar a nova geração, cenário que fica claro quando colocamos os números das gerações anteriores para comparação.

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Para a CPU, a Apple promete ter aprimorado os núcleos de alta performance para oferecer 15% mais velocidade que o M2, com avanços mais respeitáveis de 30% para os núcleos de alta eficiência. Dito isso, a promessa de ganho geral é curiosa ao mirar no M1 — o M3 seria 35% mais poderoso que o Apple Silicon de primeira geração, o que indicaria um nível de desempenho similar ao M2, que também havia chegado prometendo ser 35% mais poderoso que o M1. Vai ser preciso aguardar por testes para entendermos a situação.

Número que a Maçã sempre gosta de citar em seus lançamentos, o total de transistores (as estruturas que permitem ou não a passagem de eletricidade, gerando os números usados no processamento) subiu de 20 bilhões para 25 bilhões. Ao que tudo indica, o crescimento de 25% é resultado da litografia junto às novas tecnologias implementadas na GPU, incluindo aceleração de hardware para Ray Tracing.

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O sistema de memória é outro aspecto mantido, com o chip estreante estando disponível em versões munidas de 8 GB, 16 GB ou 24 GB de memória, com largura de banda de 100 GB/s em uma interface de comunicação de 128-bit, mesmas especificações da geração anterior.

As principais mudanças estão em conectividade e processamento de mídia: o M3 agora possui suporte ao codec AV1 para reprodução de vídeos, o que economizaria mais bateria, além de receber compatibilidade com redes Wi-Fi 6E. Além disso, o armazenamento mínimo sobe de 256 GB para 512 GB.

M3 Pro promete avanços em meio a downgrades

Chip intermediário da nova geração, o Apple M3 Pro promete avanços, mas traz uma série de downgrades quando comparado ao M2 Pro. A novidade ainda é embarcada com CPU de 12 núcleos, mas em uma configuração repaginada composta de seis núcleos de alto desempenho e seis núcleos de alta eficiência — seu antecessor utilizava oito núcleos de alto desempenho. A GPU também foi reduzida para 18 núcleos, enquanto a Neural Engine se mantém em 16 núcleos.

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Os ganhos modestos de processamento ficam claros ao observarmos as promessas da empresa: o M3 Pro seria 20% mais veloz em CPU que o M1 Pro. A questão é que o M2 Pro já prometia ser 16% mais veloz que a solução de primeira geração, o que coloca o lançamento em uma posição de vantagem de apenas 4% sobre o M2 Pro.

Se levarmos em conta que as promessas de autonomia de bateria também não mudaram, a novidade não deve trazer melhorias em eficiência. Assim como o modelo base, vai ser preciso aguardar por testes mais completos para entendermos a estratégia por aqui.

As reduções continuam na contagem de transistores, que caem de 40 bilhões na geração passada para 37 bilhões neste ano, e no sistema de memória, com interface menor de 192-bit (contra 256-bit no M2 Pro) e consequente queda na largura de banda para 150 GB/s (versus 200 GB/s no chip anterior). Felizmente, a capacidade subiu, sendo oferecida em versões de 18 GB e 36 GB.

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Assim como o "irmão menor", a reprodução de vídeo com codec AV1 foi adicionada, enquanto a compatibilidade com redes Wi-Fi 6E já estava presente no chip anterior. Fecha o pacote um último downgrade: o limite de armazenamento é de apenas 4 TB, em vez de 8 TB.

A quantidade de simplificações chama atenção, mas pode ter uma boa explicação — teorias e especulações circulam sugerindo que a Apple pode ter optado por reduzir o número de estruturas do processador para torná-lo mais barato e menos complexo de fabricar, em virtude do altíssimo custo e baixo rendimento da litografia N3B. Dito isso, a companhia não confirmou nada até o momento.

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M3 Max traz ganhos na força bruta

Talvez o mais interessante dos lançamentos, o Apple M3 Max traz ganhos mais notáveis nas especificações, devendo oferecer avanços usando a força bruta. O chip topo de linha traz CPU de 16 núcleos, composta de 12 núcleos de alto desempenho e quatro de alta eficiência — foram adicionados quatro núcleos de alto desempenho em relação ao M2 Max. A GPU subiu de 38 para 40 núcleos, mas a Neural Engine é a mesma solução básica do restante da família, com 16 núcleos.

O total de transistores subiu de 67 bilhões para 92 bilhões (37% a mais), resultado dos núcleos extras e novas estruturas da GPU, e o sistema de memória mantém os 400 GB/s de largura de banda e a interface de 512-bit, mas possui um novo limite de capacidade de 128 GB, contra 96 GB da geração passada. Em contrapartida, a variante mais "acessível" com GPU menor de 30 núcleos recebe um corte drástico nesse setor, embarcando interface de apenas 384-bit e largura de banda de 300 GB/s.

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Ainda assim, a combinação da litografia N3B com a ficha técnica mais encorpada resulta em "ganhos de 80% sobre o M1 Max", o que deve significar respeitáveis 60% mais velocidade que o M2 Max. A compatibilidade com reprodução de vídeos usando codec AV1 conclui a lista de novidades, com o armazenamento chegando aos 8 TB — uma exclusividade do M3 Max.

GPU evolui para competir com AMD e Nvidia

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Os maiores avanços da família Apple M3 estão na arquitetura da GPU, que além de avanços no poder de processamento gráfico, recebe três novos recursos que finalmente colocam as plataformas da Apple em pé de igualdade com as placas de vídeo das rivais AMD e Nvidia. Assim como visto no A17 Pro para os smartphones da Maçã, agora há núcleos dedicados para Ray Tracing, a técnica avançada de simulação realista do comportamento da luz.

A tecnologia não deve apenas expandir as possibilidades de profissionais, especialmente os que lidam com efeitos mais robustos em vídeos e produções com gráficos 3D, como também tornar os Macs mais amigáveis a games de última geração, que têm o Ray Tracing como um dos principais recursos visuais.

Outra grande novidade é a adição do Mesh Shading (ou Sombreamento de Malha, em tradução livre), recurso implementado por AMD e Nvidia a partir das placas Radeon RX 6000 e GeForce RTX 2000 responsável por modificar de forma dinâmica o nível de detalhamento de objetos 3D em um jogo. O uso de Mesh Shading reduz o estresse na GPU, e possibilita aos desenvolvedores a criação de objetos mais complexos e detalhados, que serão adaptados em tempo real para turbinar a performance.

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Inédita na indústria de GPUs, a terceira e última novidade é chamada pela Maçã de "Dynamic Caching". Quando um app 3D ou game é aberto, a GPU reserva uma quantidade da memória de vídeo (ou VRAM) para garantir acesso rápido aos arquivos desses programas.

Com o Dynamic Caching, a Apple quer tornar esse processo dinâmico e adaptável conforme a necessidade, permitindo aos chips da linha M3 aumentar ou diminuir a quantidade de memória reservada para otimizar o desempenho e a eficiência, e aumentar o uso da GPU. A solução seria importante a ponto da gigante de Cupertino afirmar que esta é a base da evolução de processamento gráfico dos novos processadores.

Neural Engine fica em segundo plano

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A Apple costuma dar bastante atenção à Neural Engine e às capacidades de IA de seus processadores, mas nesta geração tivemos números bastante modestos. A gigante fala em até 18 Trilhões de Operações por Segundo (TOPS), aparentemente usando dados no formato INT8, o que coloca toda a família M3 em um patamar bem abaixo do A17 Pro, cuja capacidade atinge os 35 TOPS.

O cenário fica ainda mais delicado quando comparamos os lançamentos ao recém-anunciado Snapdragon X Elite, chip da Qualcomm desenvolvido para bater de frente com a linha Apple Silicon. Ao menos em recursos de IA, o novo Snapdragon supera os concorrentes da Maçã com uma enorme folga ao oferecer 45 TOPS, o que deve resultar em 2,5 vezes melhor performance. Tudo indica que a gigante de Cupertino deve apostar no casamento da CPU e GPU com a API Metal para compensar a diferença significativa.

Os novos processadores Apple M3 chegam aos consumidores a partir da próxima terça-feira, 7 de novembro, com os novos MacBook Pro de 14 e 16 polegadas, e o modelo atualizado do iMac de 24 polegadas. Até lá, os primeiros reviews e testes vazados devem esclarecer as reais capacidades dos componentes da Apple.