Tất Tần Tật về Apple M1 Series: Mở đầu kỷ nguyên chip Apple Silicon dùng nhân ARM

Hiệu năng GPU và mức tiêu thụ điện của chip Apple M1 nếu so sánh với vi xử lý laptop mới nhất ở thời điểm 2020. Nguồn: Apple.

Hiệu năng của Apple M1 nếu so sánh với Intel Core i7-1185G7 (4 nhân) trên MSI Prestige 14 EVO A11M-220. Nguồn: Apple.

Ngoài ra, Apple M1 còn được tích hợp đến 16 nhân Neural Engine nhằm phục vụ cho các tác vụ máy học AI. Theo Apple công bố, Neural Engine trên M1 có khả năng thực hiện đến 11 nghìn tỷ phép tính mỗi giây, cho phép hiệu suất của máy học nhanh hơn trước 15 lần. Điều này có nghĩa là các tác vụ như nhận dạng giọng nói, phân tích video và xử lý hình ảnh sẽ đạt được mức hiệu suất tối ưu.

Apple M1 sở hữu Neural Engine 16 nhân cho hiệu suất học máy nhanh hơn 15 lần so với trước đây. Nguồn: Apple.

Ngoài hiệu năng cải tiến, Apple M1 còn được trang bị chip Secure Enclave (bộ xử lý thông tin sinh trắc học), cung cấp thêm một lớp bảo mật chắc chắn để giữ an toàn cho dữ liệu nhạy cảm của người dùng. Hệ thống này vẫn có thể hoạt động hiệu quả ngay cả khi hạt nhân của bộ xử lý ứng dụng bị tấn công bởi tin tặc, mang tới khả năng bảo mật tốt nhất cho người dùng.

Apple M1 được trang bị nhân bảo mật Secure Enclave. Nguồn: Apple.

Bên cạnh đó, chip Apple M1 còn được tích hợp một số trang bị giúp những người dùng sáng tạo nội dung và văn phòng có thể làm việc hiệu quả, đơn cử là bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP) và công cụ giải mã phương tiện mới của Apple. Trang bị này cho phép kết xuất video chất lượng cao với khả năng giảm nhiễu tốt, dải dynamic lớn hơn và cân bằng trắng tự động được cải thiện giúp màu sắc được đảm bảo sống động, rõ ràng.

Bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP) mới trên Apple M1 có thể cho ra video độ phân giải cao và sống động. Nguồn: Apple.

Apple M1 còn sử dụng bộ điều khiển lưu trữ hiệu suất cao với phần cứng mã hóa AES cho hiệu suất SSD nhanh hơn và an toàn hơn. Đi kèm với đó là bộ điều khiển Thunderbolt có hỗ trợ USB-4, với tốc độ truyền lên đến 40Gbps và tương thích với nhiều thiết bị ngoại vi phổ biến hiện nay.

Tính đến thời điểm hiện tại, vi xử lý Apple M1 đã được trang bị trên hầu hết các máy Mac và iPad mà Apple ra mắt từ khoảng 2020 – 2022, bao gồm:

• MacBook Air M1 (2020).
• Mac Mini M1 (2020).
• MacBook Pro 13 inch M1 (2020).
• iMac 24-inch M1 (2021).
• iPad Pro 11 inch thế hệ thứ 3 (2021).
• iPad Pro 12.9 inch thế hệ thứ 5 (2021).
• iPad Air 5 (2022).

Apple M1 đã được trang bị trên hầu hết các máy Mac và iPad của Táo Khuyết ra mắt từ khoảng 2020 – 2022. Nguồn: Apple.

Apple M1 Pro: Mạnh mẽ hơn

Sau khi gặt hái được nhiều thành công từ Apple M1 và Apple nhận thấy mẫu chip này còn rất nhiều tiềm năng để khai phá, hãng đã ra mắt Apple M1 Pro tại sự kiện Unleashed được tổ chức vào ngày 18/10/2021. Đây là phiên bản nâng cấp của Apple M1 đầu tiên với nhiều cải tiến mạnh về mặt phần cứng.

Apple M1 Pro là phiên bản nâng cấp về phần cứng của Apple M1. Nguồn: Apple.

Vẫn sử dụng kiến trúc lai tương tự Apple M1 nhưng Apple M1 Pro lại sở hữu CPU 10 nhân (bao gồm 8 nhân hiệu suất cao và 2 nhân tiết kiệm điện), đi kèm với đó là GPU được nâng cấp đến 16 nhân có thể xử lý đến 49.512 luồng dữ liệu khác nhau. Đồng thời, Apple M1 Pro còn sở hữu đến 33.7 tỷ bóng bán dẫn, cao hơn gấp đôi so với phiên bản đầu tiên nên hiệu năng sẽ được cải thiện hơn đáng kể.

Apple M1 Pro được trang bị 8 nhân hiệu năng cao và 2 nhân tiết kiệm điện. Nguồn: Apple.

Đi kèm với đó là 16 nhân GPU có thể xử lý đến 49.512 luồng dữ liệu khác nhau. Nguồn: Apple.

Theo Apple công bố, hiệu năng CPU của Apple M1 Pro cho ra có thể vượt trội hơn gấp 2 lần và gấp 3.7 lần nếu so sánh với vi xử lý Intel Core i9 trên MacBook Pro 16 inch (2019) và Intel Core i7 trên MacBook Pro 13 inch (2019).

Apple M1 Pro cho hiệu năng CPU gấp 2 lần so với Intel Core i9 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Apple M1 Pro cho hiệu năng CPU gấp 3.7 lần so với Intel Core i7 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Bên cạnh đó, hiệu năng xử lý hình ảnh của GPU trên Apple M1 Pro còn được công bố vượt trội hơn 2.5 lần so với Radeon Pro 5600M trên MacBook Pro 16 inch và gấp 9 lần nếu so với GPU tích hợp trên Intel Core i7 của MacBook Pro 13 inch.

Apple M1 Pro cho hiệu năng đồ họa nhanh hơn gấp 2.5 lần so với Radeon Pro 5600M trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Apple M1 Pro cho hiệu năng đồ họa nhanh hơn gấp 9 lần so với GPU tích hợp của Intel Core i7 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Ngoài ra, Apple M1 Pro còn được trang bị nhân Neural Engine thế hệ mới với khả năng xử lý đến 11 tỷ tỷ đơn vị trong một giây. Theo Apple công bố, nhờ nâng cấp Neural Engine mà hiệu suất máy học của chip đã được cải thiện hơn 5 lần so với Intel Core i9 trên MacBook Pro 16 inch.

Neural Engine trên Apple M1 Pro đã cải thiện hiệu suất máy học hơn 5 lần so với Intel Core i9 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Bên cạnh hiệu năng cải tiến, Apple M1 Pro còn đạt tốc độ băng thông bộ nhớ lên đến 200 GB/giây, hỗ trợ bộ nhớ RAM đến 32 GB với công nghệ LPDDR5 và Thunderbolt 4 cho tốc độ truyền tải cao, cũng như cho phép xuất ra được 2 màn hình ngoài.

Apple M1 Pro hỗ trợ RAM LPDDR5 với dung lượng tối đa 32 GB. Nguồn: Apple.

Ngoài ra, Apple M1 Pro còn có một nhân chuyên để xử lý các định dạng ProRes 4K và 8K với hiệu suất cao và tối ưu điện năng. Đồng thời bộ phận này còn có thể chỉnh sửa video ProRes được quay từ iPhone 13 Pro Max.

Apple M1 Pro được trang bị nhân media chuyên dụng để xử lý các video định dạng ProRes. Nguồn: Apple.

Tính đến thời điểm hiện tại, vi xử lý Apple M1 Pro chỉ được trang bị trên bộ đôi Macbook Pro 14 inch 2021 và Macbook Pro 16 inch 2021. Trong tương lai, mình không rõ sẽ có những thiết bị nào sẽ tận dụng lại mẫu chip này nhưng khả năng là Apple M1 Pro sẽ bị “bỏ ngỏ” vì các thiết bị như iPad, MacBook Air, MacBook Pro đã được trang bị những chip Apple M mới nhất rồi.

Apple M1 Max: Mạnh mẽ hơn nữa

Để tìm được một mẫu chip với hiệu năng mạnh mẽ hơn Apple M1 Pro, chúng ta đã có Apple M1 Max ra mắt tại sự kiện Unleashed được tổ chức vào ngày 18/10/2021. Đây là một phiên bản cao cấp hơn Apple M1 Pro và Apple M1 nhờ những cải tiến vượt bậc về mặt hiệu suất, tính năng… Có thể nói, đối tượng mà mẫu chip này hướng đến là những người có nhu cầu sản xuất nội dung liên quan đến hình ảnh và đặc biệt là edit video hay đồ họa.

Apple M1 Max là phiên bản đỉnh cao hơn của Apple M1 Pro. Nguồn: Apple.

Tương tự như “người anh em” Apple M1 Pro, mẫu chip Apple M1 Max cũng được xây dựng trên tiến trình 5 nm với CPU 10 nhân mạnh mẽ, đi kèm thêm một GPU 32 nhân cho hiệu suất đồ họa nhanh hơn gấp 4 lần so với Apple M1 nguyên bản.

Apple M1 Max được trang bị đến 32 nhân GPU cho hiệu suất xử lý đồ họa đột phá. Nguồn: Apple.

Ngoài ra, Apple M1 Max còn sở hữu đến 57 tỷ bóng bán dẫn, nhiều hơn 70% so với M1 Pro và 3.5 lần so với M1, có thể nói là con chip lớn nhất và mạnh mẽ nhất mà Apple từng chế tạo ở thời điểm bấy giờ.

Apple M1 Max được trang bị đến 57 tỷ bóng bán dẫn bên trong. Nguồn: Apple.

Theo Apple công bố, Apple M1 Max và Apple M1 Pro có hiệu suất CPU tương đương nhau khi đều vượt trội hơn gấp 2 lần nếu so sánh với vi xử lý Intel Core i9 trên MacBook Pro 16 inch hoặc gấp 3.7 lần so với Intel Core i7 trên MacBook Pro 13 inch đã ra mắt trước đó.

Apple M1 Max cho hiệu năng CPU gấp 2 lần so với Intel Core i9 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Apple M1 Max cho hiệu năng CPU gấp 3.7 lần so với Intel Core i7 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Tuy nhiên, điểm làm cho Apple M1 Max trở nên khác biệt chính là ở hiệu năng đồ họa. Nhờ việc trang bị một số lượng lớn nhân GPU nên chip có hiệu năng vượt trội hơn 1.5 lần so với Apple M1 Pro và 4 lần so với Radeon Pro 5600M trên MacBook Pro 16 inch. Không những thế, hiệu năng đồ họa của Apple M1 Max còn nhanh hơn 13 lần so với GPU tích hợp trên Intel Core i7 của MacBook Pro 13 inch.

Apple M1 Max có hiệu năng đồ họa vượt trội hơn 4 lần so với Radeon Pro 5600 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Apple M1 Max cho hiệu năng đồ họa nhanh hơn gấp 13 lần so với GPU tích hợp của Intel Core i7 trên MacBook Pro 16 inch. Nguồn: Apple.

Nếu so sánh với Apple M1 nguyên bản, thông qua biểu đồ mà Apple công bố thì chúng ta có thể thấy bộ đôi Apple M1 Max và Apple M1 Pro vượt trội hơn rất nhiều lần, dĩ nhiên là mức tiêu thụ điện cũng sẽ được tăng thêm một chút để đủ sức đáp ứng. Tuy nhiên, lượng điện năng mà Apple M1 Max và Apple M1 Pro tiêu thụ vẫn còn rất khiêm tốn hơn so với các chip 4 nhân, 8 nhân trên MacBook Pro tiền nhiệm.

Các chip Apple M1, M1 Pro và M1 Max cho hiệu năng mạnh mẽ nhưng dùng ít điện hơn so với các chip Intel 4 nhân, 8 nhân. Nguồn: Apple.

Không những thế, bộ xử lý thần kinh Neural Engine 16 nhân của Apple M1 Max còn được tối ưu triệt để, kết hợp cùng hệ điều hành macOS Monterey ra mắt vào khoảng thời gian đó giúp đạt được hiệu năng xử lý AI nhanh hơn gấp 3 lần (hoặc đến 20 lần trong điều kiện lý tưởng) so với chip Intel Core i9 trên MacBook Pro trước đó.

Apple M1 Max được công bố có hiệu suất xử lý AI vượt trội hơn 20 lần so với chip Intel Core i9 trên MacBook Pro trong điều kiện lý tưởng. Nguồn: Apple.

Ngoài hiệu năng đột phá, Apple M1 Max còn hỗ trợ bộ nhớ RAM tối đa lên đến 64 GB cùng với tốc độ băng thông bộ nhớ lên đến 400 GB/s. Chip còn hỗ trợ giao thức Thunderbolt 4 và cho phép người dùng xuất hình ra bốn màn hình rời cùng một lúc để xử lý công việc linh hoạt hơn.

Apple M1 Max hỗ trợ xuất ảnh ra tối đa 4 màn hình cùng một lúc. Nguồn: Apple.

Tính đến thời điểm hiện tại, độ phủ sóng của Apple M1 Max có phần rộng rãi hơn Apple M1 Pro khi được trang bị trên bộ đôi MacBook Pro 14 inch 2021, MacBook Pro 16 inch 2021 và Mac Studio 2022. Mẫu máy này được tối ưu để tận dụng tối đa hiệu suất của Apple M1 Max nhằm đáp ứng các nhu cầu cao trong lĩnh vực sáng tạo nội dung.

Apple M1 Ultra: Đỉnh cao sức mạnh

Đúng với tiêu đề, Apple M1 Ultra là mẫu chip có hiệu năng “tối thượng” trong dòng Apple M1 Series với kiến trúc “Ultra Fusion” ghép hai đế chip Apple M1 Max với nhau nhằm tăng cường số nhân CPU và GPU. Chip có đến 20 nhân CPU, 64 nhân GPU với tổng cộng 114 tỷ bóng bán dẫn, nhiều hơn gấp đôi so với Apple M1 Max.

Apple M1 Ultra là biến thể cuối cùng của dòng chip Apple M1 Series. Nguồn: Apple.

Apple M1 Ultra là hai chip Apple M1 Max được ghép nối bằng công nghệ Ultra Fusion. Nguồn: Apple.

Apple M1 Ultra được trang bị 20 nhân CPU cho hiệu năng đột phá. Nguồn: Apple.

Đi kèm với đó là 64 nhân GPU cho khả năng xử lý đồ họa được nâng lên tầm cao mới. Nguồn: Apple.

Theo Apple công bố, việc sử dụng cấu trúc độc đáo này cho Apple M1 Ultra giúp chip có được hiệu năng GPU nhanh gấp 8 lần so với Apple M1 nguyên bản, hoặc nhanh hơn gấp 90% so với hiệu năng CPU của vi xử lý Intel Core i9-12900K (16 nhân, chạy RAM DDR5).

Apple M1 Ultra được có hiệu năng GPU nhanh hơn gấp 8 lần so với Apple M1. Nguồn: Apple.

Chip còn được công bố nhanh hơn gấp 90% so với hiệu năng CPU của vi xử lý Intel Core i9-12900K. Nguồn: Apple.

Tuy có hiệu năng vượt trội hơn nhưng Apple M1 Ultra lại tiêu thụ điện năng ít hơn 100 W so với Intel Core i9-12900K về khoảng hiệu năng thuần CPU. Trong khi đó, chip cũng có hiệu năng GPU ấn tượng hơn card đồ họa RTX 3090 dùng kèm Intel Core i9-12900K nhưng sử dụng điện ít hơn đến 200 W.

CPU của Apple M1 Ultra tiêu thụ điện ít hơn 100 W so với Intel Core i9-12900K. Nguồn: Apple.

GPU của Apple M1 Ultra vượt trội hơn nhưng tiêu thụ điện ít hơn 200 W so với card đồ họa RTX 3090 dùng kèm Intel Core i9-12900K. Nguồn: Apple.

Thêm vào đó, Apple M1 Ultra còn được trang bị đến 32 nhân Neural Engine với khả năng xử lý đến 22 tỷ đơn vị trong một giây. Điều này cho phép người dùng có thể sử dụng các phần mềm đồ họa có tích hợp AI một cách tối ưu và xử lý tác vụ nhanh hơn so với các biến thể M1 trước.

Apple M1 Ultra được trang bị 32 nhân Neural Engine với hiệu năng xử lý ưu việt. Nguồn: Apple.

Nhờ việc ghép nối hai mẫu chip Apple M1 Max bằng Ultra Fusion, vi xử lý Apple M1 Ultra được công bố có thể đạt tốc độ truyền tải giữa các thành phần bên trong lên đến 2.5 TB/s và 800 GB/s cho việc truyền tải giữa hệ thống bộ nhớ. Chip còn có thể hỗ trợ RAM lên đến 128 GB, cho phép người dùng có thể sử dụng đa nhiệm một cách mượt mà.

Apple M1 Ultra được công bố có thể đạt tốc độ truyền tải giữa các thành phần bên trong lên đến 2.5 TB/s. Nguồn: Apple.

Kể từ khi ra mắt đến nay, vi xử lý Apple M1 Ultra chỉ được trang bị trên máy Mac Studio 2022 chuyên dụng dành cho việc sáng tạo.

Nhận định của mình về Apple M1 Series

Song song với sự ra mắt của M1 Series, Apple đã tạo ra một xu hướng sản xuất chip xử lý với nhân ARM không chỉ riêng cho các sản phẩm trong hệ sinh thái của hãng mà còn ở mảng laptop Windows. Phần lớn các hãng laptop Windows vẫn đang theo đuổi và phát triển (có cả Qualcomm) cũng đã tham gia rất tích cực vào xu hướng này.

Apple M1 Series ra đời còn thúc đẩy thị trường chip ARM cho laptop trở nên phát triển hơn. Nguồn: AppleInsider.

Mình vẫn còn nhớ thời điểm mà chip Apple M1 ra mắt, nhiều người dùng đánh giá cao mẫu MacBook Air M1 ở hai yếu tố nổi trội là hiệu năng và thời lượng sử dụng pin rất tốt. Hiện tại, dù đã hơn 4 năm kể từ thời điểm MacBook Air M1 ra mắt nhưng sản phẩm vẫn được nhiều người dùng quan tâm và tìm mua.

MacBook Air M1 vẫn là mẫu laptop được nhiều người quan tâm dù máy đã ra mắt được 4 năm.

Bên cạnh đó, khi nhìn lại Apple M1 Series thì chúng ta có thể thấy được những phiên bản chip M1 với hiệu năng rất mạnh, điển hình là Apple M1 Ultra nhưng chỉ xuất hiện trên Mac Studio mà không hiện diện trên các sản phẩm khác của Apple. Theo mình, đây thực sự là một điều đáng tiếc.