1. Подробнее об архитектуре и успехах ARM-процессоров Apple M

Архитектурные особенности процессоров Apple Silicon M на примере первого поколения.

В 2020 году Apple совершила один из самых смелых шагов в своей истории: на ноябрьской презентации после классического «One More Thing» Тим Кук и Джон Тернус объявили о полном переходе Mac на собственные ARM-процессоры Apple Silicon. Решение расстаться с Intel, с которой компания сотрудничала 15 лет, многие эксперты восприняли скептически, дескать, да, смартфоны у Apple действительно мощные, но кто в своём уме будет заниматься на них монтажом, работать с нейронками или запускать «тяжелые» игры? Да и идея портировать софт с x86 на ARM многим казался кошмаром. Однако к чести руководителей Apple, они охватывали картину целиком, видели застой в развитии процессоров Intel, растущее энергопотребление и невозможность полного контроля над экосистемой. Опыт создания SoC-процессоров для iPhone и iPad показал, что собственные решения могут быть не только эффективнее, но и открывают уникальные возможности интеграции железа и софта.


В отличие от классических ПК, у которых процессор, видеокарта, память и ОЗУ являются разными блоками подход Apple подразумевает размещение всех элементов на одном кристалле. Собственно, отсюда и появилась аббревиатура SoC (system on a chip). В программном плане процессоры от Apple полагаются на архитектуру RISC (Reduced Instruction Set Computer) с простыми инструкциями, которые выполняются за один такт. В отличие от них классические x86-процессоры от Intel и AMD используют более сложный набор инструкций под названием CISC (Complex Instruction Set Computer) при котором одна команда может выполнять комплексную операцию, тем самым упрощая процесс кодирования, но усложняя сам чип.

Использование одного общего кристалла в процессорах Apple Silicon позволило внедрить концепт объединенной памяти Unified Memory Architecture (UMA). В традиционных ПК процессор и видеокарта используют разную память (оперативную RAM и видеопамять VRAM), и данные приходится постоянно копировать туда-сюда, теряя время и энергию. В Mac Studio вся память общая, поэтому процессор, видеокарта и нейронный блок могут работать с единым пулом памяти, что заметно ускоряет процесс обмена данными. В итоге Apple оказалась права: первые ноутбуки с MacBook Air на M1 работали быстрее аналогов с процессорами Intel, обходились пассивной системой охлаждения и дольше держали заряд батареи. А вышедшие чуть позже компактные неттопы Mac Studio с процессорами M1 Max и M1 Ultra оставляли позади многие рабочие станции с топовым железом в Full Tower корпусах.

2. Чем Mac Studio принципиально отличается от других ПК Apple?

Mac Studio: идеальный баланс между мощностью, габаритами и энергопотреблением.

Mac Studio занимает уникальную нишу в линейке Apple — это компактная настольная рабочая станция для профессионалов, которым нужна максимальная производительность без компромиссов мобильности. При довольно компактных габаритах (95x197x197 мм) она обеспечивает высочайший уровень производительности (особенно если речь идет о моделях с чипами M Ultra) и является оптимальным вариантом для видеомонтажеров, работающих с 4K/8K, 3D-художников, музыкальных продюсеров, разработчиков и всех, кому нужна топовая производительность, но в компактном корпусе.

В сравнении ноутбуками MacBook Pro неттопы Mac Studio не ограничены в плане охлаждение и энергопотребления, позволяя использовать топовые конфигурации процессоров M Max и M Ultra на полную мощность. Ну а по сравнению с неттопами Mac mini и моноблоками iMac это совершенно другой класс ― опять же, начинка мощнее, портов больше, есть слот для карт памяти и шире возможности для подключения внешних мониторов. Фактически Mac Studio представляет собой компактную альтернативу рабочим станциям Mac Pro с тем же уровнем вычислительной базы, но без поддержки модульных апгрейдов с помощью дополнительных слотов PCI-E.

3. Первое поколение Mac Studio c M1 (2022 год)

Модель процессора CPU-ядра (произв./энергоэф.) GPU ядра Geekbench 6 (single/multi) Особенности Назначение
M1 Max (5 нм) 10 (8+2) 24/32 ~2 400/12 500
  • До 64 ГБ унифицированной памяти
  • Пропускная способность до 400 ГБ/с
  • 16-ядерный нейронный движок
  • Видеомонтаж в 4K
  • Работа с графикой
  • Обработка фото
  • Музыкальный продакшн
M1 Ultra (5 нм) 20 (16+4) 48/64 ~2 400/18 500
  • Спайка двух чипов M1 Max
  • Технология UltraFusion
  • До 128 ГБ унифицированной памяти
  • Пропускной способность до 800 ГБ/с
  • Рендеринг 8K
  • 3D-графика
  • Машинное обучение
  • Многопоточные задачи в Final Cut, Logic Pro и Blender

Премьера Mac Studio состоялась в марте 2022 года и стала сенсацией в профессиональном сообществе. Первая версия Mac Studio предлагала две конфигурации с процессорами M1 Max и M1 Ultra. Старший чип Ultra стал результатом инженерного прорыва: Apple разработала специальный кремниевый интерпозер с более чем 10 000 сигнальных соединений, который объединяет два кристалла M1 Max на уровне кремния. Использование технологии UltraFusion позволило свести к минимизировать задержки, чтобы MacOS и приложения воспринимали M1 Ultra как единый процессор с удвоенным количеством ядер и памяти.

Такой подход принципиально отличается от традиционных многопроцессорных систем, где чипы общаются через медленные внешние шины, доказав, что перспективы ARM-архитектуры выходят за пределы ограниченных по мощности ноутбуков. Несмотря на то, что многие компании не слишком спешили с портированием своего софта на новую архитектуру и полагались на эмулятор Rosetta, многие студии звукозаписи и видеопродакшена начали переходить с Mac Pro именно на Mac Studio. Более простая конфигурация с M1 Max обеспечивала стабильную работу с многослойными проектами в Final Cut Pro и DaVinci Resolve, а вариант на M1 Ultra стал полноценной альтернативой рабочим станциям с процессорами Intel Xeon и дискретными GPU.

4. Второе поколение Mac Studio c M2 (2023 год)

Модель процессора CPU-ядра (произв./энергоэф.) GPU ядра Geekbench 6 (single/multi) Особенности Назначение
M2 Max (5 нм) 12 (8+4) 30/38 ~2 800/15 000
  • 67 млрд транзисторов
  • До 96 ГБ унифицированной памяти
  • Пропускная способность памяти 400 ГБ/с
  • 16-ядерный нейронный движок (на 40% быстрее)
  • Улучшенный медиа-движок с 8K ProRes
  • Монтаж 4K/6K-видео
  • 3D-рендеринг
  • Разработка приложений с ML
  • Работа с большими массивами данных
M2 Ultra (5 нм) 24 (16 + 8) 60/76 ~2 800/21 500
  • Два кристалла M2 Max
  • Спайка UltraFusion
  • До 192 ГБ унифицированной памяти (800 ГБ/с)
  • 32-ядерный нейронный движок
  • Поддержка до 8 внешних дисплеев
  • Профессиональный 8K-монтаж
  • Тяжелый 3D-рендеринг
  • Обучение больших нейросетей
  • Научные вычисления
  • VFX-производство

В июне 2023 года Apple представила обновленный Mac Studio на процессорах M2 Max и M2 Ultra. Получилось эволюционное обновление, которое принесло небольшое ускорение производительности по сравнению с чипами серии M1 (+10-12% для CPU и 20-30% для GPU), более мощный нейронный блок для работы с ИИ-инструментами и более прокачанный медиа-движок. Media Engine получил поддержку аппаратного ускорения кодирования и декодирования 8K ProRes, позволяя работать с несколькими потоками высокого разрешения одновременно без просадок.

При этом инженеры Apple оптимизировали систему охлаждения под новые чипы без изменения габаритов корпуса, благодаря чему неттоп остался таким же компактным и тихим. В результате M2 Ultra в максимальной конфигурации со 192 ГБ памяти и возможностью подключения 6-8 внешних мониторов стал настоящим монстром для VFX-студий и команд, которые работают с огромными проектами в DaVinci Resolve, Cinema 4D или Houdini. Ну а более доступный Mac Studio с M2 Max стал оптимальным выбором для студий с меньшей нагрузкой, которым не нужна столь высокая мощность.

5. Третье поколение Mac Studio c M3 и M4 (2025 год)

Модель процессора CPU-ядра (произв./энергоэф.) GPU ядра Geekbench 6 (single/multi) Особенности Назначение
M4 Max (3 нм) 14/16 (10-12+4) 32/40 4 000
~ 23 000-28 000
  • До 128 ГБ унифицированной памяти
  • Пропускная способность до 546 ГБ/с
  • Аппаратная трассировка лучей
  • Поддержка Thunderbolt 5
  • Медиа-движок с двумя
  • ProRes-ускорителями
  • Профессиональный монтаж 4K/6K
  • 3D-рендеринг
  • Разработка с ML
  • Работа с большими проектами
  • ААА-игры игры с трассировкой лучей
M3 Ultra (3 нм) 28/32 (20-24+8) 60/80 ~3 200/28 200
  • Два кристалла M3 Max
  • Спайка UltraFusion
  • До 512 ГБ унифицированной памяти
  • 32-ядерный нейронный движок
  • Поддержка Thunderbolt 5
  • 8K-видеопроизводство
  • Тяжелые симуляции
  • Обучение больших нейросетей
  • Научные вычисления
  • VFX

Из-за того, что M4 Ultra еще не был готов, в 2025 году Apple представила новые Mac Studio 2025 года с не совсем обычной компоновкой железа. Более простой неттоп оснастили новым M4 Max, в то время как топовая версия Mac Studio получила в свое распоряжение чип третьего поколения M3 Ultra.

M4 Max использует ту же архитектуру, которая была представлена в MacBook Pro 2024 года. Главной особенностью стал переход на более современный 3-нанометровый техпроцесс второго поколения TSMC, который обеспечил лучшую энергоэффективность и более высокие тактовые частоты. Другими важными обновлениями стала поддержка протокола Thunderbolt 5 с пропускной способностью до 120 Гбит и довольно мощные видеоядра с поддержкой аппаратной трассировки лучей. Как и раньше Mac Studio с M4 Max идеально подойдет для видеомонтажа 4K/8K, графических задач, разработки, компиляции кода и гибридных задач, при которых важен баланс между одномоментной мощностью и многопоточностью, но не нужно чересчур много ядер и экстремальные объемы памяти.

M3 Ultra стал самым мощным чипом Apple на момент выхода. Как и раньше он представляет собой спайку двух кристаллов M3 Max с помощью технологии UltraFusion. В максимальной конфигурации перед нами 184-миллиардный транзисторный монстр с 32-ядерным процессором, 80-ядерным видеоускорителем и впервые в истории Apple с возможностью установки до 512 ГБ оперативной памяти. При этом, как и раньше неттоп получился довольно компактным (95x197x197 мм) и весит всего 3.64 кг. Судя по тестам больше всего сила M3 Ultra раскрывается при комплексном 3D-рендеринге, монтаже в 8K и тренировке сложных нейросетей. А вот для задач с высокой нагрузкой именно на процессор выгоднее смотрится M4 Max.

6. Вывод

По слухам M5 Max и M5 Ultra выйдут с новой архитектурой с раздельными блоками CPU и GPU.

В принципе это все актуальные линейки Mac Studio на конец 2025 года. Несмотря на недавний дебют МакБуков с процессором Apple M5 неттопы пятого поколения вряд ли стоит ждать раньше 2026 года. По слухам обе версии Mac Studio с M5 Max и M5 Ultra находятся в стадии активного тестирования и помимо традиционного ускорения процессорного блока, видеоускорителя и нейронного движка получат новый дизайн с раздельными блоками. В теории такой подход поможет более гибко подходить к выбору нужного количества графических и вычислительных ядер, а также и наслаивать блоки хоть до бесконечности. Ну а как получится на практике ― по идее, узнаем в следующем году.