پردازنده M4، محصول جدید اپل است که با بهبود پردازش هوش مصنوعی، مصرف انرژی کمتر، موتورهای قدرتمند و مجهز به قابلیت‌های جدید وارد دنیای سخت افزاری و رقابت با پردازنده‌های مطرح مثل Intel و کوالکام شده است.

پردازنده M4 در رویداد Let Loose اپل که در تاریخ ۱۸ اردیبهشت برگزار شد، رونمایی شد. اگر چه مخاطبان انتظار داشتند که M4 به همراه Mac bok Air با سیستم‌عامل IpadOS معرفی شود، اما کمپانی اپل این پردازنده جدید خود را با آیپد پرو سال ۲۰۲۴ به دنیا معرفی کرد. M4، قلب تپنده ipad Pro های ۱۱ و ۱۳ اینچی جدیدی است که در این رویداد اخیر معرفی شدند. در این مراسم همچنین شامل رونمایی از لوازم‌های جانبی اپل با بهبودهای امیدوارکننده بودیم. مثل قلم جدید و صفحه کلید Magic Keyboard اپل.

در ادامه به بررسی ویژگی‌ها و مشخصات پردازنده M4 و تست قدرت آن، همچنین مقایسه آن با دیگر پردازنده‌ها می‌پردازیم.

مشخصات فنی پردازنده M4 اپل

سیستم روی چیپ پردازنده M4 نسل دوم لیتوگرافی ۳ نانومتری با CPU(واحد پردازش مرکزی) ده هسته ایی است. از بین این هسته ها ۴ تای آن‌ها پرقدرت و پیشرفته اند و ۶ تای دیگر کم مصرف هستند. GPU (واحد پردازش گرافیکی) نیز ده هسته‌ایی است. نکته قابل توجه، قابلیت‌های جدید GPU مثل Dynamic Caching، Mesh Shading و Ray Tracing هستند که هرکدام از آن‌ها کارایی و عملکرد پردازنده M4 را به نحوی بهبود می بخشند که در ادامه درباره آن‌ها بیشتر توضیح خواهیم داد. موتور نمایشگر قرار گرفته در این پردازنده نیز کاملا جدید بوده که با ترکیب نور دو پنل OLED ایجاد شده است. می توان گفت نمایشگر Ultra Retina XDR (نمایشگر آیپد پرو‌های ۲۰۲۴) دقت رنگ و روشنایی خیره‌ کننده اش را مدیون موتور نمایشگر جدید است.

پهنای باند حافظه M4 نیز در مقایسه با نسل‌های قبل بهبود یافته و به سرعت ۱۲۰ گیگابایت در ثانیه رسیده است. اپل تاکنون به تعداد هسته‌های پردازنده عصبی (NPV) اشاره‌ایی نکرده است و برای پی بردن به آن باید تا عرضه آیپد پرو‌ها صبر کنیم. اما از آن‌جایی که این عدد برای پردازنده‌های سری M (اگر پردازنده M1 و M2 اولترا را فاکتور بگیریم) همیشه ۱۶ بوده، ممکن است این‌بار نیز تغییری در این عدد نبینیم. همچنین پردازنده M4 یک موتور رسانه پیشرفته برای پخش روان و کارآمد دارد. پیشرفته ترین موتور ipad تا به امروز، یعنی Media Engine M4 شتاب سخت افزاری AV1 را برای اولین بار به آیپدها آورده تا ویدیوها در سرویس‌های استریم با وضوح بالاتر پخش شوند.

عملکرد کم‌مصرف و بهینه

در مراسم معرفی اپل اعلام کرد که M4 تنها به یک چهارم انرژی مورد نیاز پردازنده های ویندوزی جدید به کار رفته در PCها نیاز دارد تا همان قدرت را از خود به نمایش بگذارد. این عملکرد کم مصرف M4 به آیپد پرو کمک می‌کند تا عمر باتری را بهبود ببخشد و زمان طولانی‌تری بدون نیاز به شارژ بماند. همچنین این پردازنده با موتور نمایشگر جدیدش طراحی فوق‌العاده نازک آیپد پرو را ممکن می‌کند.

مدل‌های مختلف پردازنده M4

• ۱۰ هسته‌ایی: این نسخه ۴ هسته پرقدرت(Performance) و ۶ هسته کم مصرف (Efficiency) دارد که در مدل‌های ۱ و ۲ ترابایتی آیپد‌پروهای ۲۰۲۴ با رم ۱۶ گیگ استفاده می شود.
• ۹ هسته‌ایی: این نسخه ۳ هسته پرقدرت و ۶ هسته کم مصرف دارد. از مدل ۹ هسته‌ایی در آیپدپرو‌های ۲۵۶ و ۵۱۲ گیگابایتی با رم ۸ گیگ استفاده می شود.

موتور عصبی قدرتمند M4

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، این پردازنده جدید اپل در بخش پردازش‌های هوش مصنوعی پیشرفت قابل توجهی داشته است. موتور عصبی (NPU) قدرتمند پردازنده M4 می تواند در هر ثانیه ۳۸ تریلیون عملیات را انجام دهد. این در حالی است که این عدد برای پردازنده M3، تنها ۱۸ تریلیون عملیات در هر ثانیه بود. این یک جهش بزرگ در میان پردازنده های اپل است که نشان می‌دهد با اینکه هنوز هوش مصنوعی از طرف اپل معرفی نشده، اما قدم‌هایی را به سوی آن برداشته و برای هوش مصنوعی این تراشه جدید وقت و تلاش زیادی صرف کرده است.

بنابراین شما می‌توانید از امکانات فوق العاده هوش مصنوعی بر روی آیپد پرو‌های جدید استفاده کنید. برای مثال،در برنامه Final cut Proمی‌توانید با یک ضربه سوژه را از پس زمینه یک ویدیو4K جدا کنید؛ یا در برنامه Stuff Pad تنها با شنیدن صدای پیانو نت‌های موسیقی به صورت خودکار برای شما ایجاد می شوند.

به صورت کلی می‌توان گفت پردازنده M4 با CPU و GPU قدرتمندش در کنار پهنای باند حافظه‌ سریع‌تر از نسل‌های قبل، در زمینه هوش مصنوعی حرف‌هایی برای گفتن دارد. 

قابلیت‌های جدید آیپد پرو بواسطه GPU پردازنده جدید

اگر شما از گیمرهای حرفه ایی یا تولیدکنندگان محتوا باشید، حتما در خرید ابزار کارتان به کارت گرافیکی آن توجه ویژه‌ایی دارید. با قدرت واحد پردازش گرافیکی شما می توانید از حداکثر توانایی‌های سیستم‌تان استفاده کنید. حال آیپد پرو‌های جدید اپل که به پردازنده M4 مجهز می‌شوند، از قابلیت‌های جدید GPU آن بهره می‌برند. برای مثال، یکی از نوآوری‌های شرکت اپل قابلیت Dynamic Caching (ذخیره سازی پویا) است. این قابلیت باعث می‌شود اجرای بازی‌ها وبرنامه‌های سنگین و حرفه‌ایی برای GPU راحت‌تر شود. به عبارتی دیگر، حافظه محلی به صورت پویا در سخت افزار و در زمان واقعی اختصاص داده می شود تا میانگین استفاده از GPU به طور چشمگیر افزایش یابد.

یکی دیگر از قابلیت‌های GPU پردازنده M4، سایه زنی مش(Mesh shading) است که توانایی و کارایی بیشتری را در هندسه ارائه می‌دهد. این قابلیت باعث می‌شود بازی‌ها و برنامه‌‌های سنگین گرافیکی با صحنه‌های بصری فوق العاده پیچیده روی آیپد پرو اجرا شوند.

امتیازهای M4 در نتایج بنچمارک‌

نسخه ده هسته‌ایی پردازنده M4 توانست میانگین امتیاز تک هسته‌ایی ۳۶۹۵ و میانگین امتیاز چند هسته‌ایی ۱۴۵۵۰ را در ۱۰ بنچمارک کسب کند. در عملکرد چند هسته‌ایی،‌ M4 حدود ۵۵ درصد و در عملکرد تک هسته‌ایی ۴۶ درصد سریع‌تر از پردازنده M2 ظاهر شد. همچنین طبق گفته‌های اپل، قبل تپنده آیپد پرو‌های جدید می‌تواند تنها با استفاده از نیمی از قدرتش، عملکرد پردازنده M2 را ارائه دهد. CPU پردازنده M4 تا ۱/۵ برابر سریع‌تر از M2 در آیپد پرو‌های قبلی است و حتی موتور نمایشگر آن سرعت رندر ۴ برابری دارد .  لازم به ذکر است اپل از پردازنده M3 در آیپد‌هایش استفاده نکرد و نسل قبلی آیپدها به پردازنده M2 مجهز بودند.اگر چه M4 طبق نتایج تا ۲۴ درصد از M3 سریعتر است.

پردازنده M4 اپل با ۳۸ تاپس (۳۸ تریلیون عملیات در هر ثانیه) می‌تواند در رقابت با پردازنده‌های Intel AMD و کوالکام حرف‌هایی برای گفتن داشته باشد. البته همچنان از پردازنده اسنپدراگون X Elite  که می‌تواند ۴۵ تریلیون عملیات در هر ثانیه انجام دهد پایین‌تر است. اما از اولین موتور عصبی که در سال ۲۰۱۷ عرضه شد( یعنی A11) تا ۶۰ برابر سریع‌تر است.

تست قدرت

یک تیم کوچک با نام گیکروان تصمیم گرفت که تستی را برای پی بردن به نهایت قدرت پردازنده M4 و حداکثر توان و بازده آن انجام دهد. نیتروژن مایع ماده خنک کننده‌ایی است که در تست‌های سخت افزاری برای شکستن رکوردهای اورکلاک از آن استفاده می‌‌کنند. هدف از اورکلاک کردن فرکانس یک تراشه این است که سرعت کلاک بیشتری از آنچه سازنده در نظر گرفته است بدست آوریم. بنابراین، این تیم iPad Pro جدید را که مدل ۹ هسته‌ایی پردازنده M4 در آن قرار داشت را با نیتروژن مایع در دماهای بسیار پایین خنک کردند.

نتیجه کار به این صورت بود که فرکانس کاری M4 به ۴.۴۱ هرتز رسید. در بخش تک هسته‌ایی این پردازنده عملکرد فوق‌العاده درخشانی را از خود به جای گذاشت؛ به طوری که امتیاز بخش تک هسته‌ایی، ۴۰۰۱ شد. این بدین معناست که پردازنده جدید اپل تا ۲۸٪ سریع‌تر از M3 Max است که در مک بوک پرو ۱۶ اینچی بکار رفت. همچنین تا ۴۴٪ از M2 Ultra سریع‌تر است. اما طبق نتایج تست، در بخش چند هسته‌ایی عملکرد چندان موفق نبود. در این بخش عملکرد M4 تا ۵۴٪ کمتر از M3 Max و ۵۷٪ کمتر از M2 ultra واقع شد.

در صورت تمایل مطلب رویداد اپل ، معرفی مک‌بوک های جدید و پردازنده M3 را مطالعه کنید.

البته برای پی بردن به عملکرد واقعی این پردازنده باید تا زمان عرضه آیپد پرو‌های جدید صبر کرد.