Mac Mini auf M1: ein Einblick



Früher haben wir in Rechenzentren über Mac Mini gesprochen . In diesem Artikel werfen wir einen Blick unter die Haube des neuesten Mac, der auf SoC M1 basiert, buchstäblich und im übertragenen Sinne.



Wie Sie wissen, werden die Gäste von ihren Kleidern begrüßt. Unser heutiger Gast, der neue Mac Mini, unterscheidet sich minimal von seinem Vorgänger aus dem Jahr 2018. Der erste Unterschied sind die bereitgestellten ThunderBolt-Schnittstellen. Die alte Generation hat 4 Anschlüsse, während die neuere nur 2 hat. Der zweite bemerkenswerte Unterschied betrifft die Farbe des Mac Mini. Geräte mit Intel-Prozessoren sind in Space Grey und M1 in Silber erhältlich.



Anscheinend verlagert Apple damit den Schwerpunkt auf den inneren Inhalt des Mac Mini. Die minimalen Unterschiede im Erscheinungsbild zwischen den Generationen führen zu mehr Aufmerksamkeit für ihre Leistung. Ein Bonus ist eine Reduzierung der Risiken, Bedingungen und Kosten für die Entwicklung neuer Komponenten.



Wir werden mit dem Drang gehen, in den Mac Mini zu schauen und ihn auseinander zu nehmen.



Innere



Mac Mini 2020

Mac Mini 2018 (Quelle ifixit.com )



"Schlüssel" zur inneren Welt von Mac Mini sind Torx-Schraubendreher: T5, T6 und T8. Hinter der Kunststoffschraube befindet sich wie bei der Vorgängergeneration eine Aluminiumabdeckung, die mit sechs Schrauben angeschraubt wird. Es ist leicht zu erkennen, dass der neue Mac Mini viel Leerraum hat. Wir entfernen den Lüfter.



Mac Mini 2020 ohne Lüfter



Es gibt einen schwarzen Streifen, der aussieht wie Klebeband, das an die Motherboard-Verbindung geklebt ist. Durch Entfernen dieses Aufklebers erlischt die Garantie . Der neue Mac Mini enthält keine aufrüstbaren Teile, daher gibt es auch keinen Grund, die Hauptplatine aus dem Gehäuse zu entfernen.



Hauptplatine außerhalb des Gehäuses



Motherboard ohne Frontplatte und Lautsprecher Ein



Motherboard ohne Gehäuse, Frontplatte und Lautsprecher sieht unglaublich klein aus. Im Vordergrund sind zwei nicht markierte Eisenkomponenten sichtbar, bei denen es sich höchstwahrscheinlich um ein Speichergerät handelt. Das Interessanteste erwartet Sie unter dem Luftkanal und dem Kühler. Lösen Sie die restlichen 8 Schrauben und greifen Sie auf das Herz des Mac Mini zu.





Unter dem Kühlkörper sehen Sie drei Chips gleichzeitig, die mit dem Apple-Logo gekennzeichnet sind. Der berühmte M1 ist jedoch sofort erkennbar. Neben dem Hauptprozessorchip befinden sich zwei LPDDR4X-RAM-Module. Viele Chips sind nicht beschriftet, jedoch werden folgende erkannt:



  • MegaChips MCDP2920A4, DisplayPort 1.4 zu HDMI 2.0 Konverter;
  • Broadcom BCM57782 Gigabit-Ethernet-Controller
  • 2x Intel JHL8040R , ThunderBolt 4 Retimer;
  • Apple 1096 und 1097.




Chips auf der Rückseite des Motherboards:



  • 2x Texas Instruments CD3217B12;
  • Renesas 501CR0B;
  • Fresco Logic FL1100SX, PCIe-zu-USB-Controller;


Die Nähe aller Komponenten trägt dazu bei, den Informationsaustausch zu beschleunigen. Dies ist jedoch nur eine Theorie. Lassen Sie uns den Mac Mini in der Praxis testen und unsere eigenen Schlussfolgerungen ziehen.



Performance



Der M1-Prozessor besteht aus 8 Kernen in der ARM64-Architektur. Dies sind jedoch keine gewöhnlichen Kernel. Die Hälfte davon sind Hochleistungs-FireStorm-Kerne und der Rest sind energieeffiziente IceStorm-Kerne. Es gibt keine offiziellen Informationen zur TDP des Prozessors, aber die geschätzte Wärmeableitung überschreitet 21 Watt nicht.



Installieren des Rosetta 2-Übersetzers



Der erste Test in unserem Plan ist GeekBench5, ein schneller Test der Prozessorleistung. Auf einem Mac mit einem M1 kann der Benchmark nativ und über den x86-Übersetzer zu arm64 ausgeführt werden. Letzteres ist standardmäßig nicht auf dem System vorhanden, kann jedoch einfach mit dem folgenden Befehl installiert werden:



softwareupdate --install-rosetta
      
      





Das Betriebssystem bietet auch an, den Übersetzer beim Starten der alten Anwendung zu installieren.



GeekBench5-Hauptfenster



Wenn Sie Rosetta 2 in GeekBench5 haben, können Sie die Intel-Architektur auswählen. Auf diese Weise können Sie die Leistung Ihres Mac Mini an nicht angepassten "klassischen" Anwendungen messen.

Anwendungsarchitektur Single-Core-Score Multi-Core-Score
Apple Silizium 1742 7577
Intel 1297 6012
Intel Core i5-10500 1176 5979
Intel Core i9-9900 1246 7687
Die Leistung von x86_64-Anwendungen auf M1 ist nur 20% niedriger als bei nativen Anwendungen. Gemessen an der Intel-Architektur zeigt der Apple M1 das Ergebnis auf dem Niveau des 65-Watt-Intel Core i5-10500 und liegt bei der Ausführung des nativen Codes etwas hinter dem Intel Core i9-9900 zurück.

Grafikbeschleuniger OpenCL Compute Score
Apple M1 19465
GeForce GTX 970M 19743
Grafikbeschleuniger Metal Compute Score
Apple M1 22022
NVIDIA GeForce GTX 980 21820
GeekBench verfügt über einen Compute-Bereich, der die Leistung des Grafikbeschleunigers misst. Bei diesem Mac Mini sind die Prozessorkerne der Grafikbeschleuniger. Wir haben Tests mit den für den M1 verfügbaren Technologien durchgeführt: OpenCL und Metal. Der Apple-Prozessor bietet auch im Vergleich zu externen Grafikkarten eine gute Leistung.



Der Apple M1 verfügt über eine 16-Kern-Neural-Engine für die Arbeit mit neuronalen Netzen und maschinelles Lernen. Wir wollten mit AI Benchmark testen , aber dieser Test wird aufgrund eines Fehlers bei der Prozessorerkennung nicht ausgeführt.



Aus diesem Grund haben wir uns für einen einfacheren Test entschieden - das Trainieren eines Faltungs-Neuronalen Netzwerks (CNN), um handschriftliche Ziffern im MNIST-Datensatz zu klassifizieren. Wir haben uns beworben Skript zur Verwendung mit der macOS Tensorflow-Gabel angepasst. Dieser Test hat drei Schlüsselparameter:



  • durchschnittliche Transitzeit einer Epoche;
  • durchschnittliche Zeit, um einen Epochenschritt zu bestehen;
  • die Genauigkeit des resultierenden Modells.


Wir haben Tests nicht nur auf dem experimentellen Mac Mini durchgeführt, sondern auch auf ausgewählten Grafikkarten und Prozessoren für Rechenzentren. Folgendes haben wir:

Gerät Durchschnittliche Epochenzeit, s Durchschnittliche Schrittzeit, ms Modellgenauigkeit
Apple M1 (CPU) 15 33 99,81%
Apple M1 (GPU) 19 40 99,36%
Nvidia GeForce GTX1080 3 6 99,85%
Intel® Xeon® Gold 6240 9 17 99,86%
Nvidia Tesla A100 3 3 99,87%
Nvidia Tesla V100 3 3 99,94%
Nvidia Tesla P40 3 fünf 99,89%
Ein Desktop-Computer kann keine Grafikkarten aus dem Serversegment abreißen, aber angesichts des geringen Stromverbrauchs zeigt sich der Apple M1 als ernstzunehmender Konkurrent.



Fazit



Der neue Mac Mini auf dem M1 schlägt vor, dass Desktops bald auf die ARM64-Architektur umgestellt werden. Apple hat ein Gerät entwickelt, das dem Benutzer etwas Neues und Ungewöhnliches präsentiert, aber das Alte und Vertraute nicht wegnimmt und es ihm ermöglicht, Anwendungen auszuführen, die für eine andere Architektur erstellt wurden.



Denken Sie, dass die ARM-Architektur x64 vollständig ersetzen kann?



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