Mac搭載の「Apple Silicon」と「Intel製プロセッサ」の主な違い

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WWDC2020のセッションにて今後のMacに搭載予定のApple Siliconに関する解説を行っていたので一部抜粋し、まとめてみました。

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主な違い

複数チップの統合

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現行のIntel製プロセッサ搭載のMacはCPU・GPU・CPU用メモリ・GPU用メモリ(外部GPU搭載機種)・T2プロセッサ(セキュリティチップ)がそれぞれ独立したチップとして構成されています。

AppleSilicon-5

Apple Siliconはこれらのチップが一つに統合されたSoC(システムオンチップ)となっているとのこと。

CPU・GPUで分離していたメモリが統合することで、同一メモリでデータ共有ができるので、メモリ間のデータ移動の際にPCIeバスを介してデータをコピーしていた手間がなくなり、オーバーヘッド(余分な負荷・時間)をなくすことが可能です。

さらにビデオエンコーダー/デコーダー・ニューラルエンジン・マシンラーニングアクセラレーターも統合されています。これにより動画のエンコード、デコードがよりパワフルかつ高効率となり、顔認識や画像認識などの機械学習が必要なプロセスのパフォーマンス向上も期待されます。

マルチコア処理の効率化

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Intel製プロセッサでは複数のCPUコアを使用する際、全てのコアが均一になるよう処理される「SMP(対称型マルチプロセッシング)」となっていました。

Apple Siliconでは複数のCPUコアを使用しても、コア一つ一つに処理を割り当てられる「AMP(非対称型マルチプロセッシング)」となっています。

コア一つ一つの性能が同じIntel製CPUに対し、Apple Siliconは高性能コアと高効率コアに分かれた構成となっており、高性能コアには負荷の高い処理を、高効率コアには負荷の低い処理を負担させることにより、高性能と省電力の両立が可能となっています。

起動できるソフト

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Apple SiliconはARM(arm64)ベースのプロセッサなので、Intel製プロセッサのx86_64ベースのアプリがそのままでは利用できません。

そのためIntelプロセッサで動いていたMacのアプリをApple Silicon搭載Macで動かすには「Rosetta」と呼ばれるコード変換プロセスを行う必要があります。

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Rosettaが変換できるのは以下の通り

  • macOSアプリ
  • Catalyst(iPad→macOS変換)アプリ
  • ゲーム
  • ウェブブラウザ
  • JITコンパイラ
  • Mealディレクトリ
  • Core ML

RosettaはApp Storeでのインストール時やパッケージインストーラー起動時に動作し、Apple Silicon用にコードを書き換えるとのこと。

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Apple Siliconでそのまま利用可能なアプリは

  • Apple Silicon向けに移植したMacアプリ
  • iPad、iPhoneアプリ

となっており、Macデバイスで初めてiPad、iPhoneアプリがそのまま利用可能になっています。ただし、そのままではタッチ操作やセンサーなどの違いからMacで利用するのは難しいため、Mac用に最適化する必要はあります。

その他

その他セッションで語られている主な変更点は以下の通りです。

  • 起動オプションのキーが簡単になり、起動時に電源ボタン長押しで呼び出せるように
  • macOSの修復プログラムmacOS Recoveryにアクセスできない場合、最小のsytem Recoveryから修復可能に
  • 複数デバイス接続時に個別のIOMMU(メモリ管理ユニット)が用意され、別のデバイスからの不正な読み取りを防止
  • 一つのMacに複数のmacOSをインストールした際、個別にセキュリティレベルを設定可能に
  • Mac同士でデータ共有可能な「ターゲットディスクモード」が「Mac Sharing mode」に代わり、ユーザー認証を行えばSMBベースでファイルレベルのデータアクセスが可能に

詳細はApple公式のWWDC20より閲覧可能です

参考:WWDC20
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