Apple M1

El M1 tiene cuatro núcleos "Firestorm" de alto rendimiento y cuatro núcleos "Icestorm" de bajo consumo energético , vistos por primera vez en el A14 Bionic . Tiene una configuración híbrida similar a la de los procesadores ARM big.LITTLE y Lakefield de Intel . ^{[ 8 ]} Esta combinación permite optimizaciones de uso de energía que no eran posibles con los dispositivos de arquitectura Apple-Intel anteriores . Apple afirma que los núcleos de bajo consumo energético consumen una décima parte de la energía de los de alto rendimiento. ^{[ 9 ]} Los núcleos de alto rendimiento tienen una caché de instrucciones L1 inusualmente grande ^{[ 10 ]} de 192 KB y una caché de datos L1 de 128 KB y comparten una caché L2 de 12 MB; los núcleos de bajo consumo energético tienen una caché de instrucciones L1 de 128 KB, una caché de datos L1 de 64 KB y una caché L2 compartida de 4 MB. El SoC también tiene una caché de nivel de sistema de 8 MB compartida por la GPU.       

El M1 integra una unidad de procesamiento gráfico (GPU) de ocho núcleos (siete en algunos modelos base) diseñada por Apple ^{[ 13 ]} . Cada núcleo de la GPU se divide en 16 unidades de ejecución (EU), cada una de las cuales contiene 8 unidades aritmético-lógicas (ALU). En total, la GPU del M1 contiene hasta 128 EU y 1024 ALU, ^{[ 14 ]} que según Apple pueden ejecutar hasta 24 576 hilos simultáneamente y que tienen un rendimiento máximo de punto flotante (FP32) de 2,6 TFLOPs . ^{[ 8 ] [ 15 ]}

El M1 Pro integra una unidad de procesamiento gráfico (GPU) de 16 núcleos (14 en algunos modelos base), mientras que el M1 Max integra una GPU de 32 núcleos (24 en algunos modelos base). En total, la GPU del M1 Max contiene hasta 512 unidades de ejecución o 4096 ALU, que tienen un rendimiento máximo de punto flotante (FP32) de 10,4 TFLOPs .

El M1 Ultra incorpora una GPU de 48 o 64 núcleos con hasta 8192 ALU y un rendimiento FP32 de 21 TFLOPs.

El M1 utiliza una SDRAM LPDDR4X de 128 bits ^{[ 16 ]} en una configuración de memoria unificada compartida por todos los componentes del procesador, también conocida como memoria en paquete (MOP). Los chips SoC y DRAM están montados juntos en un diseño de sistema en paquete . Hay disponibles configuraciones de 8  GB y 16 GB. 

El M1 Pro tiene memoria SDRAM LPDDR5 de 256 bits , y el M1 Max tiene memoria SDRAM LPDDR5 de 512 bits. Mientras que el SoC M1 tiene  un ancho de banda de memoria de 68,25 GB/s, el M1 Pro tiene  un ancho de banda de 200 GB/s y el M1 Max tiene  un ancho de banda de 400 GB/s. ^{[ 8 ]} El M1 Pro viene en configuraciones de memoria de 16  GB y 32  GB, y el M1 Max viene en configuraciones de 32  GB y 64  GB. ^{[ 17 ]}

El M1 Ultra duplica las especificaciones del M1 Max, ofreciendo un bus de memoria de 1024 bits o 1 kilobit con  un ancho de banda de 800 GB/s en una configuración de 64  GB o 128 GB. 

El M1 es el sucesor del chip Apple T2, presente en los Mac con procesadores Intel, e integra todas sus funcionalidades. Mantiene activos bridgeOS y sepOS incluso cuando el ordenador principal se encuentra en modo de bajo consumo para gestionar y almacenar claves de cifrado, incluidas las de Touch ID, FileVault, macOS Keychain y las contraseñas del firmware UEFI. Además, almacena el identificador único (UID) y el identificador de grupo (GID) del equipo.

El M1 contiene hardware dedicado para redes neuronales en un Neural Engine de 16 núcleos, capaz de ejecutar 11 billones de operaciones por segundo. ^{[ 8 ]} Otros componentes incluyen un procesador de señal de imagen , un controlador de almacenamiento NVM Express , un controlador USB4 que incluye soporte para Thunderbolt 3 y un Secure Enclave . Los modelos M1 Pro, Max y Ultra son compatibles con Thunderbolt 4 .

La M1 admite la codificación de códecs de vídeo HEVC y H.264 . Admite la decodificación de HEVC, H.264 y ProRes . ^{[ 18 ]} La M1 Pro, la M1 Max y la M1 Ultra cuentan con un motor multimedia con aceleración por hardware para H.264, HEVC, ProRes y ProRes RAW. Este motor multimedia incluye un motor de decodificación de vídeo (la M1 Ultra tiene dos), un motor de codificación de vídeo (la M1 Max tiene dos y la M1 Ultra tiene cuatro) y un motor de codificación y decodificación de ProRes (de nuevo, la M1 Max tiene dos y la M1 Ultra tiene cuatro). ^{[ 19 ] [ 20 ]}

El M1 Max admite el modo de alta potencia en el MacBook Pro de 16 pulgadas para tareas intensivas. ^{[ 21 ]} El M1 Pro admite dos pantallas 6K a 60  Hz a través de Thunderbolt, mientras que el M1 Max admite una tercera pantalla 6K a través de Thunderbolt y un monitor 4K a través de HDMI 2.0 . ^{[ 17 ]} Todos los parámetros de los procesadores M1 Max se duplican en los procesadores M1 Ultra, ya que son esencialmente dos procesadores M1 Max que operan en paralelo; están en un solo paquete (en tamaño es más grande que los procesadores AMD Ryzen Socket AM4 ) ^{[ 22 ]} y se ven como un solo procesador en macOS.

• MacBook Air (M1, 2020) – el modelo base tiene una GPU de 7 núcleos ^{[ 29 ]}
• Mac Mini (M1, 2020) ^{[ 30 ]}
• MacBook Pro (13 pulgadas, M1, 2020) ^{[ 31 ]}
• iMac (24 pulgadas, M1, 2021) – el modelo base tiene una GPU de 7 núcleos ^{[ 32 ]}
• iPad Pro (11 pulgadas, 3.ª generación) (2021)
• iPad Pro (12,9 pulgadas, 5.ª generación) ^{[ 33 ]} (2021)
• iPad Air (5.ª generación) (2022)

• MacBook Pro (14 pulgadas y 16 pulgadas, 2021)

• MacBook Pro (14 pulgadas y 16 pulgadas, 2021)
• Mac Studio (2022)

• Mac Studio (2022)

Tras su lanzamiento, algunos usuarios que cargaban dispositivos M1 a través de concentradores USB-C informaron que sus dispositivos se habían bloqueado . ^{[ 34 ]} Los dispositivos que, según se informó, causaban este problema eran concentradores USB-C de terceros y bases de conexión que no eran Thunderbolt (excluyendo el dongle propio de Apple). ^{[ 34 ]} Apple solucionó este problema reemplazando la placa lógica e indicando a sus clientes que no cargaran a través de esos concentradores. ^{[ 34 ]} macOS Big Sur 11.2.2 incluye una solución para evitar que los modelos MacBook Pro de 2019 o posteriores y los modelos MacBook Air de 2020 o posteriores se dañen por ciertos concentradores y bases de conexión USB-C de terceros. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

En mayo de 2021 se anunció un fallo en los procesadores M1, denominado "M1racles". Dos aplicaciones aisladas pueden intercambiar datos sin el conocimiento del sistema utilizando un registro del procesador involuntariamente modificable como canal encubierto , violando el modelo de seguridad y constituyendo una vulnerabilidad menor. Fue descubierto por Hector Martin , fundador del proyecto Asahi Linux para Linux en Apple Silicon. ^{[ 37 ]} En mayo de 2022 se anunció un fallo denominado "Augury" que involucraba al Data-Memory Dependent Prefetcher (DMP) en chips M1, descubierto por investigadores de la Universidad de Tel Aviv , la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y la Universidad de Washington . En ese momento no se consideró un riesgo de seguridad sustancial. ^{[ 38 ]} En junio de 2022, investigadores del MIT anunciaron que habían encontrado una vulnerabilidad de ejecución especulativa en chips M1 a la que llamaron " Pacman " por códigos de autenticación de punteros (PAC). ^{[ 39 ]} Apple dijo que no creía que esto representara una amenaza seria para los usuarios. ^{[ 40 ]} Un exploit llamado GoFetch ^{[ 41 ]} es capaz de extraer claves criptográficas de dispositivos con chips de la serie M sin privilegios de administrador. ^{[ 42 ]}