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M1のMacMini：内部の外観



先ほど、データセンターでのMacMiniについて説明しました 。この記事では、SoCM1をベースにした最新のMacの内部を文字通りそして比喩的に見ていきます。



ご存知のように、ゲストは服で迎えられます。今日のゲストである新しいMacMiniは、2018年の前モデルとほとんど変わりません。最初の違いは、提供されるThunderBoltインターフェースです。古い世代には4つのポートがありますが、新しい世代には2つしかありません。2番目の顕著な違いはMacMiniの色に関するものです。 Intelプロセッサを搭載したデバイスはスペースグレイで提供され、M1はシルバーで提供されます。



どうやら、AppleはこのようにMacMiniの内部コンテンツに重点を移しているようだ。世代間の外観のわずかな違いは、それらのパフォーマンスへのより多くの注意を促します。ボーナスは、新しいコンポーネントの開発にかかるリスク、条件、およびコストの削減です。



Mac Miniの内部を見て、分解したいという衝動に駆られます。



内なる世界

Mac Mini 2020

Mac Mini 2018（ソースifixit.com）



Mac Miniの内面への「鍵」は、T5、T6、T8のトルクスドライバーです。前世代と同様に、プラスチックプラグの後ろにはアルミニウムカバーがあり、6本のネジでねじ込まれています。新しいMacMiniには多くの空白があることは簡単にわかります。ファンを取り外します。



ファンなしの



MacMini2020マザーボード接続に電気テープが接着されているように見える黒い帯があります。 このステッカーを剥がすと保証が無効になります。新しいMacMiniにはアップグレード可能な部品がないため、メインボードをケースから取り外す理由もありません。



ケース外のメインボード



フロントパネルとスピーカーの



ないマザーボードケース、フロントパネルとスピーカーのないマザーボードは信じられないほど小さく見えます。フォアグラウンドでは、マークされていない2つの鉄のコンポーネントが表示されます。これらは、おそらくストレージデバイスです。最も興味深いのは、エアダクトとラジエーターの下で待っています。残りの8本のボルトを緩めて、MacMiniの心臓部にアクセスします。





ヒートシンクの下には、Appleのロゴが付いた3つのチップが一度に表示されます。しかし、有名なM1はすぐに認識できます。メインプロセッサダイの隣に2つのLPDDR4XRAMモジュールがあります。多くのチップにはラベルが付いていませんが、次のことが認識されています。



  • MegaChips MCDP2920A4、DisplayPort1.4からHDMI2.0へのコンバーター。
  • BroadcomBCM57782ギガビットイーサネットコントローラー
  • 2x Intel JHL8040R、ThunderBolt4リタイマー;
  • Apple1096および1097。




マザーボードの背面にあるチップ：



  • 2x Texas Instruments CD3217B12;
  • ルネサス501CR0B;
  • Fresco Logic FL1100SX、PCIe-to-USBコントローラー;


すべてのコンポーネントが近接していると、情報交換の速度が向上しますが、これは理論にすぎません。Mac Miniを実際にテストして、独自の結論を導き出しましょう。



パフォーマンス

M1プロセッサは、ARM64アーキテクチャの8コアで構成されています。ただし、これらは通常のカーネルではありません。それらの半分は高性能FireStormコアであり、残りはエネルギー効率の高いIceStormコアです。プロセッサのTDPに関する公式情報はありませんが、推定熱放散は21ワットを超えません。



Rosetta 2 Translator



のインストール私たちの計画の最初のテストは、プロセッサパフォーマンスのクイックテストであるGeekBench5です。M1を搭載したMacでは、ベンチマークをネイティブに実行し、x86トランスレータを介してarm64に実行できます。後者はデフォルトではシステムに存在しませんが、次のコマンドを使用して簡単にインストールできます。 



softwareupdate --install-rosetta


オペレーティングシステムは、古いアプリケーションの起動時にトランスレータをインストールすることも提案します。



GeekBench5メインウィンドウ



GeekBench5にRosetta2がある場合は、Intelアーキテクチャを選択できます。これにより、適応されていない「クラシック」アプリケーションでのMacMiniのパフォーマンスを測定できます。

アプリケーションアーキテクチャ シングルコアスコア マルチコアスコア
アップルシリコン 1742年 7577
インテル 1297 6012
Intel Core i5-10500 1176 5979
Intel Core i9-9900 1246 7687
M1でのx86_64アプリケーションのパフォーマンスは、ネイティブアプリケーションよりもわずか20％低くなります。Intelアーキテクチャから判断すると、AppleM1は65ワットのIntelCore i5-10500のレベルで結果を示しており、ネイティブコードの実行では、Intel Corei9-9900よりもわずかに遅れています。

グラフィック加速器 OpenCL計算スコア
Apple M1 19465
GeForce GTX 970M 19743
グラフィック加速器 メタルコンピューティングスコア
Apple M1 22022
NVIDIA GeForce GTX 980 21820
GeekBenchには、グラフィックアクセラレータのパフォーマンスを測定するComputeセクションがあります。このMacMiniでは、グラフィックアクセラレータがプロセッサコアです。 M1：OpenCLおよびMetalで利用可能なテクノロジーのテストを実施しました。 Appleプロセッサは、外部のグラフィックカードと比較した場合でも良好に機能します。



Apple M1には、 ニューラルネットワークと機械学習を操作するための16コアのニューラルエンジンが搭載されています。AIベンチマークでテストしたかっ たのですが、プロセッサ検出のエラーのため、このテストは実行されません。



したがって、より単純なテストを選択しました。畳み込みニューラルネットワーク（CNN）をトレーニングして、MNISTデータセットの手書き数字を分類します。応募しました macOSTensorflowフォークでの使用に適合したスクリプト。このテストには、次の3つの重要なパラメーターがあります。



  • エポックの平均通過時間。
  • エポックステップを通過する平均時間。
  • 結果のモデルの精度。


実験的なMacMiniだけでなく、データセンター用に選択したビデオカードとプロセッサでもテストを実行しました。これが私たちが得たものです：

端末 平均エポック時間、s 平均ステップ時間、ミリ秒 モデルの精度
Apple M1（CPU） 15 33 99.81％
Apple M1（GPU） 19 40 99.36％
Nvidia GeForce GTX1080 3 6 99.85％
インテル®Xeon®ゴールド6240 9 17 99.86％
Nvidia Tesla A100 3 3 99.87％
Nvidia Tesla V100 3 3 99.94％
Nvidia Tesla P40 3 五 99.89％
デスクトップコンピュータはサーバーセグメントからビデオカードをはぎ取ることができませんが、低消費電力を考えると、AppleM1は真剣な競争相手としての地位を示しています。



結論

M1の新しいMacMiniは、デスクトップがまもなくARM64アーキテクチャに移行することを示唆しています。Appleは、ユーザーに新しくて珍しいものを提示するデバイスを作成しましたが、古くて馴染みのあるものを取り去ることはなく、異なるアーキテクチャ用に作成されたアプリケーションを実行できるようにしています。



ARMアーキテクチャはx64に完全に取って代わることができると思いますか？



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