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Apple Análise do SoC M4 - AMD, Intel e Qualcomm não têm a menor chance

A segunda geração de chips de 3 nm está aqui. Apple apresentou seu novo chip M4 junto com o novo iPad Pro. Ele é um desenvolvimento adicional do SoC M3 e também é fabricado usando um processo de 3 nm. Analisamos mais de perto os dois novos chips M4 e os comparamos com os mais recentes processadores da AMD e da Intel.

No ano passado, a Apple lançou seus primeiros processadores de 3 nm, a saber, a Geração M3-e, além do aumento da eficiência, seu desempenho de núcleo único foi particularmente enorme. O desempenho de vários núcleos também melhorou, mas a AMD, em particular, não ficou muito atrás com seus processadores Zen4 no que diz respeito à eficiência. Agora, a Apple apresentou seu novíssimo processador M4, mas ele não estreou em um MacBook - em vez disso, encontrou seu lar nos novos modelos do iPad Pro.

Existem basicamente duas versões do novo Apple M4, mas isso não é fácil de decifrar. O senhor terá que examinar atentamente os dados técnicos para ver que o processador mais rápido com 10 núcleos só está disponível nas versões do iPad com armazenamento SSD de 1 TB ou mais. Isso se aplica tanto ao iPad Pro 11 menor Test Apple iPad Pro 11 2024 Tablet – Leichter, dünner, pfeilschnell quanto ao iPad Pro 13 ; as versões com menos armazenamento SSD (256 ou 512 GB) são equipadas com o modelo mais lento. A configuração da RAM também difere dependendo do armazenamento SSD, pois os dois modelos mais baratos com 256 ou 512 GB de armazenamento são equipados com 8 GB de RAM, enquanto os modelos com 1 TB ou mais têm 16 GB de RAM.

Procedimento de teste

Temos duas versões disponíveis para nosso teste, a saber, a versão básica do iPad Pro 11 com 256 GB de RAM, 8 GB de RAM e o chip M4 de 9 núcleos, bem como o iPad Pro 13 com SSD de 1 TB, 16 GB de RAM e chip M4 de 10 núcleos. Essa é a primeira vez que o site Apple apresenta um de seus novos M-SoCs dentro do iPad Pro, o que naturalmente limita nossas opções de teste em comparação com o MacBook. Por um lado, o número de benchmarks disponíveis para o iPad OS é claramente limitado. Como ele também tem apenas uma porta USB-C, não podemos fazer nenhuma medição de energia em um monitor externo. Para obter resultados precisos de eficiência, teremos que esperar pelos novos MacBooks com o M4. Entretanto, como os modelos atuais do MacBook Air com os chips M3 só chegaram ao mercado há alguns meses, não esperamos uma atualização rápida. Se o Apple mantiver seu esquema M3, o modelo básico do modelo básico do MacBook Pro 14 provavelmente será o primeiro a ser lançado com o SoC M4.

Apple Especificações do M4 - 9 ou 10 núcleos de CPU

O novo SoC M4 é a segunda geração de M-SoC da Apple, depois do M3 (ou o M3 Pro/M3 Max) a ser produzido usando o avançado processo de 3 nm. Ao mudar do M2 para o M3, o site Apple conseguiu aumentar suas taxas de clock graças a uma largura de estrutura menor, sem alterar significativamente seu consumo de energia. Entretanto, a arquitetura básica do núcleo do processador, com quatro núcleos de desempenho e quatro de eficiência, permaneceu inalterada. A taxa de clock máxima do novo SoC M4 foi aumentada ainda mais, embora no momento só possamos determinar o valor para seus núcleos de desempenho. Ele agora pode atingir até 4,38 GHz em vez dos 4,056 GHz do M3 (M2: 3,48 GHz). Ao mesmo tempo, sua configuração de núcleo também foi alterada pela primeira vez, já que seis núcleos de eficiência agora são combinados com três ou quatro núcleos de desempenho.

No que diz respeito à placa de vídeo, o site Apple comparou o desempenho da GPU M4 principalmente com o desempenho do iPad Pro(2022) antigo M2 SoC. Ele continua a usar uma GPU de 10 núcleos que suporta cache dinâmico, bem como sombreamento de malha baseado em hardware e rastreamento de raios - exatamente como a geração M3. No momento, não temos informações sobre as taxas de clock dos núcleos da GPU. O novo Neural Engine também recebeu uma atualização, atingindo agora 38 TOPS em vez de 18 TOPS (SoC M3) e 15,8 TOPS (SoC M2). No entanto, uma grande desvantagem dos antigos chips M permanece, ou seja, o SoC M4 também pode alimentar apenas um monitor externo.

Desempenho de um único núcleo

Para medir o desempenho de núcleo único, temos apenas o Geekbench disponível no iPad Pro. Após a Geração M3 já ter saltado cerca de 20% em relação à M2, ambos os modelos M4 mostram novamente uma vantagem de 20% em relação ao Apple M3. Até mesmo o M3 conseguiu acompanhar a maioria dos processadores móveis atuais da AMD e da Intel em benchmarks como o Cinebench e só teve que admitir a derrota para modelos com clock alto, como o Core Ultra 9 185H ou os modelos HX. Com seu novo salto de desempenho, o M4 da Apple pode claramente conquistar a coroa de desempenho de núcleo único e também não deve ter problemas para competir com os novos processadores Processadores Snapdragon X Elite para os quais ainda estamos usando os valores de referência da Qualcomm do lançamento do produto no último outono. Com base em seus valores de consumo durante o benchmark, assumimos novamente um consumo de energia de cerca de 5 watts em cenários de núcleo único. Isso significa que o senhor pode esperar mais desempenho de núcleo único com o novo modelo básico do iPad Pro 11 do que com o atual MacBook Pro.

Geekbench 6.2 - Single-Core
Apple M4 (10 cores)
Apple iPad Pro 13 2024
3715 Points
Apple M4 (9 cores)
Apple iPad Pro 11 2024
3662 Points -1%
Apple M3 Pro 11-Core
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
3113 Points -16%
Apple M3
Apple MacBook Pro 14 2023 M3
3099 Points -17%
Apple M3
Apple MacBook Air 13 M3 10C GPU
3026 Points -19%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 80W
2966 Points -20%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 23W
2777 Points -25%
Apple M2
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
2593 Points -30%
Intel Core Ultra 9 185H
Lenovo Yoga Pro 9 16IMH9
2570 Points -31%
AMD Ryzen 7 8840HS
Asus Zenbook 14 OLED UM3406HA
2552 Points -31%
AMD Ryzen 7 8840U
Minisforum V3
2537 Points -32%
Intel Core Ultra 9 185H
Dell Precision 5690
2531 Points -32%
AMD Ryzen 7 7840U
Lenovo ThinkPad T16 G2 21K70035GE
2519 Points -32%
Intel Core Ultra 7 155H
Dell XPS 13 9340 Core Ultra 7
2408 Points -35%
Intel Core Ultra 7 165U
Dell Latitude 9450 2-in-1
2356 Points -37%
Intel Core Ultra 7 155U
Lenovo Yoga Book 9 13IMU9
2324 Points -37%

Desempenho de vários núcleos

Em contraste com seu excelente desempenho de núcleo único, o desempenho de vários núcleos do antigo SoC M3 era respeitável, com um consumo de cerca de 20 watts - mas, especialmente em comparação com os processadores móveis Zen4 da AMD, essa vantagem de eficiência não era muito grande e, em termos de desempenho puro, os produtos da concorrência também eram mais rápidos (mas, é claro, apresentavam sistemas de resfriamento ativo). Apple corrigiu esse problema em seu novo chip M4 e as taxas de clock mais altas ajudam - juntamente com seus dois núcleos de eficiência adicionais.

No Geekbench, o "pequeno" SoC M4 com três núcleos de desempenho dentro do nosso iPad Pro 11 conseguiu se posicionar cerca de 10% à frente do antigo M3 SoCno entanto, ele ficou atrás do modelo básico do M3 Pro com 11 núcleos e do Snapdragon X Elite com 23 watts. O M4 com todos os quatro núcleos de desempenho ficou 22% à frente do antigo M3, do X Elite e do M3 Pro (11 núcleos), portanto, oferece mais desempenho do que o MacBook Pro 14 com o pequeno M3 Pro. O antigo Apple M2 foi superado em 32% (M4 de 9 núcleos) e 46% (M4 de 10 núcleos), portanto, a afirmação do Apple de que o desempenho da CPU é 1,5 vezes superior ao do M2 do iPad Pro está correta.

Ele conseguiu superar os rápidos chips Intel e AMD da classe H45 (por exemplo, o Core Ultra 9 185H ou o Ryzen 9 8945HS), mas é claro que os processadores HX atuais são significativamente mais rápidos.

Geekbench 6.2 - Multi-Core
Apple M3 Pro 12-Core
Apple MacBook Pro 16 2023 M3 Pro
15480 Points +5%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 80W
15239 Points +4%
Apple M4 (10 cores)
Apple iPad Pro 13 2024
14690 Points
Apple M3 Pro 11-Core
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
14412 Points -2%
Intel Core Ultra 9 185H
Dell Precision 5690
14160 Points -4%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 23W
14056 Points -4%
Intel Core Ultra 9 185H
Lenovo Yoga Pro 9 16IMH9
14031 Points -4%
Apple M4 (9 cores)
Apple iPad Pro 11 2024
13350 Points -9%
AMD Ryzen 9 8945HS
Asus ROG Zephyrus G14 2024 GA403U
13155 Points -10%
Apple M3
Apple MacBook Air 13 M3 10C GPU
12034 Points -18%
Intel Core Ultra 7 155H
Dell XPS 13 9340 Core Ultra 7
11982 Points -18%
Apple M3
Apple MacBook Pro 14 2023 M3
11966 Points -19%
AMD Ryzen 7 7840U
Lenovo ThinkPad T16 G2 21K70035GE
11363 Points -23%
AMD Ryzen 7 8840HS
Asus Zenbook 14 OLED UM3406HA
11279 Points -23%
AMD Ryzen 7 8840U
Minisforum V3
11144 Points -24%
Apple M2
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
10093 Points -31%
Intel Core Ultra 7 165U
Dell Latitude 9450 2-in-1
9944 Points -32%
Intel Core Ultra 7 155U
Lenovo Yoga Book 9 13IMU9
9448 Points -36%

O M3 Pro atual com 12 núcleos (como o usado no MacBook Pro 16por exemplo) é apenas um pouco mais rápido, assim como o sistema de referência de 80 watts do Snapdragon X Elite. No entanto, esses resultados se tornam ainda mais impressionantes quando o senhor observa o consumo de energia do processador, que, no caso do iPad Pro 13 foi de cerca de 15 watts durante o benchmark (com uma fonte de alimentação de 65 watts). Isso significa que o novo SoC M4 consome ainda menos energia, apesar de seu desempenho superior, e o simples fato de um chip tão rápido poder ser resfriado passivamente não deve deixar a concorrência muito feliz.

Desempenho da GPU

Como foi o caso do M3a placa gráfica é baseada em 10 núcleos e todos os mesmos recursos são suportados. Como resultado, presumimos apenas uma taxa de clock um pouco mais alta devido ao seu processo aprimorado, embora os resultados de nossos testes sugiram uma diferença entre os dois modelos M4. Durante o teste Geekbench Metal, observamos uma vantagem de 12% para a nova GPU em relação à antiga GPU M3, e a GPU de 10 núcleos do Apple M2 foi superada em 18%. Por outro lado, a pequena placa de vídeo M3 Pro com 14 núcleos ainda foi significativamente mais rápida durante esse teste (+27%). Nos benchmarks de GPU, medimos um consumo de cerca de 15 watts, o que também corresponde à antiga GPU M3 com 10 núcleos.

Geekbench 6.2 - GPU Metal
Apple M3 Pro 18-Core GPU
Apple MacBook Pro 16 2023 M3 Pro
78324 Points +46%
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
68043 Points +27%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
53465 Points
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
47699 Points -11%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 13 M3 10C GPU
47686 Points -11%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3
47494 Points -11%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
45460 Points -15%
Apple A17 Pro GPU
Apple iPhone 15 Pro Max
27151 Points -49%

O teste 3DMark Wildlife Extreme Unlimited é muito adequado para comparar o desempenho de GPUs de diferentes plataformas. A antiga GPU M3 já era bem mais rápida do que as atuais iGPUs da Intel e da AMD. Com sua nova GPU M4, a Apple conseguiu ampliar ainda mais sua liderança, chegando agora a 30-37% à frente das variantes rápidas da Arc Graphics com 8 núcleos Xe e mais de 60% à frente da Radeon 780M. Também é interessante observar que a M4 rápida ficou apenas 5% atrás da versão de 30 watts da Laptop Nvidia GeForce RTX 4050 no interior do Dell XPS 14. No entanto, a GPU M3 Pro também é significativamente mais rápida nesse aspecto.

Os resultados do teste GFX Bench do chip foram um pouco mais variados, mas aqui também notamos uma vantagem sobre a GPU M3 em quase todos os casos. O teste Aztec Ruins Normal Tier Offscreen é particularmente empolgante, pois a Qualcomm publicou resultados para ele. Com seu novo SoC M4, o Apple conseguiu superar o sistema de referência de 23 watts.

3DMark / Wild Life Extreme Unlimited
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
12094 Points +36%
NVIDIA GeForce RTX 4050 Laptop GPU
Dell XPS 14 2024 OLED
9394 Points +6%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
8889 Points
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
8457 Points -5%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
8286 Points -7%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
6987 Points -21%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
6909 Points -22%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
6869 Points -23%
Intel Arc 8-Core iGPU
Xiaomi RedmiBook Pro 16 2024
6486 Points -27%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
5869 Points -34%
AMD Radeon 780M
Asus Zenbook 14 OLED UM3406HA
5283 Points -41%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
4663 Points -48%
GFXBench / 4K Aztec Ruins High Tier Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
79 fps +43%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
55.1 fps
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
52.6 fps -5%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
48.6 fps -12%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
48 fps -13%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
48 fps -13%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
47.9 fps -13%
Intel Arc 8-Core iGPU
Asus ZenBook 14 UX3405MA
40.5 fps -26%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
36.6 fps -34%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
27.3 fps -50%
GFXBench / Aztec Ruins High Tier Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
178.7 fps +56%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
120 fps +5%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
114.5 fps
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
107.9 fps -6%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
107.7 fps -6%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
105.4 fps -8%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
90 fps -21%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
83.4 fps -27%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
58.3 fps -49%
GFXBench / Aztec Ruins Normal Tier Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
481.9 fps +42%
Qualcomm Snapdragon X Adreno X1-85 (3.8 TFLOPS)
SD X Elite Reference 80W
356 fps +5%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
339.7 fps
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
331 fps -3%
Qualcomm Snapdragon X Adreno X1-85 (3.8 TFLOPS)
SD X Elite Reference 23W
294 fps -13%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
289.5 fps -15%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
289 fps -15%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
287.9 fps -15%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
241 fps -29%
Intel Arc 8-Core iGPU
Asus ZenBook 14 UX3405MA
233.2 fps -31%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
210 fps -38%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
141 fps -58%
GFXBench / Car Chase Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
376.3 fps +33%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
283.9 fps
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
260 fps -8%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
233.8 fps -18%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
232 fps -18%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
214 fps -25%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
167.07 fps -41%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
161 fps -43%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
136 fps -52%

Veredicto - O SoC M4 da Apple não tem rival no momento

Análise: Apple SoC M4 no interior do iPad Pro 13. Dispositivo de teste fornecido pelo senhor:
Análise: Apple SoC M4 no interior do iPad Pro 13. Dispositivo de teste fornecido pelo senhor:

Com seu novo SoC M4, a Apple elevou mais uma vez o já alto padrão estabelecido pelo SoC M3. Os ganhos de desempenho da CPU, em particular, são impressionantes e parece que o Apple conseguiu aumentar a taxa de clock e, ao mesmo tempo, reduzir o consumo de energia. Obviamente, faltam vários resultados de testes (incluindo os de eficiência) para nos dar uma visão completa devido às limitações do iPad OS, mas cerca de 20% a mais de desempenho em cenários de núcleo único e de vários núcleos é impressionante. O desempenho da GPU também foi aprimorado, embora sua vantagem sobre a GPU M3 seja um pouco menor nesse aspecto.

Os resultados em si já são muito bons, mas se tornam ainda mais impressionantes quando o senhor percebe que o M4 ainda pode ser resfriado passivamente e que esse nível de desempenho pode ser encontrado em um tablet compacto. Atualmente, não há processadores da AMD ou da Intel (e provavelmente também não haverá na próxima geração de CPU) que atinjam esse nível de desempenho com resfriamento passivo. Os próximos notebooks da Qualcomm com o Snapdragon X Elite provavelmente também terão dificuldades para competir com esse chip. O site Apple pode ter lançado o M4 com essa rapidez para superar os novos SoCs Snapdragon em todas as disciplinas e, como resultado, evitar manchetes negativas, mas, de qualquer forma, esses não são concorrentes reais do M4. Com base nos vazamentos atuais, provavelmente não haverá laptops com resfriamento passivo com o Snapdragon X Elite ou o Snapdragon X Plus. No entanto, as próximas semanas provavelmente trarão mais clareza.

O novo SoC Apple M4 é, de longe, o processador de núcleo único mais rápido e eficiente do mercado que pode ser resfriado de forma passiva. A AMD e a Intel estão perdendo cada vez mais terreno no setor de baixa voltagem, e as próximas CPUs Snapdragon da Qualcomm dificilmente conseguirão mudar isso. A única questão é quanto tempo a Apple manterá os clientes do MacBook esperando por seus novos processadores.

Por sua vez, o novo SoC M4 também traz alguns problemas, pois os modelos atualizados do MacBook Air com o processador M3 estão no mercado há apenas três meses e qualquer pessoa interessada em comprar um MacBook Air (ou até mesmo o modelo básico do MacBook Pro 14 com o M3) agora sabe muito bem que o novo processador da Apple já está pronto e oferece um desempenho significativamente maior. A única questão agora é quanto tempo o Apple quer deixar os clientes do MacBook esperando. Podemos imaginar que não haverá nenhuma atualização até o final do outono.

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Andreas Osthoff, 2024-05-20 (Update: 2024-05-20)