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Chip Apple M4, ecco la tecnica che lo fa così potente

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In occasione dell’evento Let Loose, Apple ha presentato, come previsto, i nuovi iPad Pro con chip M4.

Il processore che arriva in anticipo rispetto alle previsioni è un prodotto che si basa su M3 ma introduce una tecnologia a 3 nanometri di seconda generazione puntando a migliorare l’efficienza energetica, già all’avanguardia nel settore, un elemento fondamentale per un prodotto che punta ad essere sottile e leggero come iPad Pro.

iPad Pro 2024 beneficia del nuovo prosessore anche per altri aspetti. Apple ha parlato infatti di un “motore” per la gestione del display del tutto nuovo da cui dipendono la precisione, il colore e la luminosità del display Ultra Retina XDR con Oled Tandem di iPad Pro.

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Tecnicamente la CPU presenta fino a 10-core, (ma sul modello da 256 e 512 GB di iPad Pro ne ha solo 9) mentre la GPU 10-core si basa sull’architettura GPU già vista sul chip M3, e porta per la prima volta su iPad il Dynamic Caching (più sotto spieghiamo cos’è), oltre a funzionalità di ray tracing e al mesh shading con accelerazione hardware (con ovvii vantaggi per giochi e grafica 3D).

Apple ha sottolineato che M4 integra un Neural Engine più veloce, in grado di eseguire 38.000 miliardi di operazioni al secondo, presentato come “più potente di qualsiasi unità di elaborazione neurale disponibile oggi su PC AI”.

I documenti che accompagnano il lancio  di iPad, si riferisce ancora di “larghezza di banda della memoria ancora più veloce”, e migliorie sul versante CPU, acceleratori machine learning e GPU, tali da rendere il chip particolarmente adatto in vari ambiti legati all’Intelligenza Artificiale.

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La CPU con 4 nuclei per le performance e 6 per l’efficienza

Transistor, Ram e core CPU e GPU

Le prestazioni dei chip M4 sono frutto di 28 miliardi di transistor creati usando una tecnologia a tre nanometri di seconda generazione che aumentano l’efficienza energetica.

Il chip M4 ha una nuova CPU fino a 10-core che ora offre fino a quattro performance core e sei efficiency core. La specificazione “fino a…” è importante perché come detto gli iPad da 256 e 512 Gb hanno una CPU a nove core, un performance core in meno rispetto ai modelli da 1 TB e 2 TB.

La RAM integrata è di 8 GB per i modelli da 256 e 512 GB e di 16 GB per i modelli da 1 TB e 2 TB.

I core di ultima generazione promettono una migliore “branch prediction” (una componente della CPU che cerca di prevedere l’esito di un’operazione su cui si basa l’accettazione di una istruzione), con motori di esecuzione e decodifica più ampi per i performance core, e un motore di esecuzione più performante per gli efficiency core. Entrambe le tipologie di core vantano acceleratori di machine learning di migliorati.

Non abbiamo ancora benchmark sottomano (ma non tarderanno ad arrivare). Apple riferisce intanto che al CPU del chip M4 è “fino a 1,5 volte più veloce rispetto a quella del potente M2 di iPad Pro di generazione precedente”.

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La GPU con caching dinamico per ottimizzare le prestazioni grafiche

La nuova GPU 10-core di M4 è stata sviluppata a partire dall’architettura grafica della famiglia di chip M3; vanta “Dynamic Caching”, innovazione che consente di allocare la memoria locale nell’hardware in modo dinamico e in tempo reale, promettendo di aumentare notevolmente l’utilizzo medio della GPU. Secondo Apple, questo porta ad aumentare significativamente le prestazioni con app professionali e giochi avanzati.

Come accennato, M4 supporta il ray tracing hardware (permettendo a giochi e simili di creare ombre e riflessi realistici). La GPU offre anche il “mesh shading“, altro elemento che promette migliorie nel rendering di scene complesse con giochi e app di grafica 3D.

Secondo Apple, con app come Octane, l’M4 quadruplica la velocità rispetto al chip M2. Cupertino afferma che, a parità di performance, M4 consuma la metà rispetto al chip M2 e un quarto rispetto “ai chip dei PC portatili di ultima generazione con design leggero e sottile” (Apple riferisce di un confronto fatto usando un ASUS Zenbook 14 OLED, il modello UX3405MA, con Core Ultra 7 155H e 32GB di RAM).

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Il Neural Engine con 16 core, 60 volte più potente del primo Neural Engine dei chipset Apple

Migliorie al Neural Engine

Il Neural Engine è un blocco nel chip dedicato all’accelerazione dei carichi di lavoro AI. Apple riferisce di “38.000 miliardi di operazioni al secondo” afefrmanando che è 60 volte più veloce del primo Neural Engine nel chip A11 Bionic. Sfruttando funzionalità di questa unità sono possibili funzionalità quali la “Trascrizioni Live” (sottotitoli in tempo reale), la ricerca visiva nella foto o la possibilità di isolare un soggetto dallo sfondo di un video 4K con un tap in Final Cut Pro, o creare uno spartito in automatico e in tempo reale con StaffPad mentre si ascolta qualcuno che suona il piano.

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Il Display Engine che gestisce lo schermo OLED a doppio strato, la compensazione di luminosità e colore e supporta ProMotion da 10 a 120 Hz

 

Media engine avanzato per uno streaming fluido ed efficiente

Il media engine del chip M4 oltre a supportare i principali codec video, come H.264, HEVC e ProRes, porta per la prima volta su iPad l’accelerazione hardware AV1, promettendo più efficienza quando si guardano video ad alta risoluzione con i servizi di streaming.

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