Apple a commencé il y a quelques jours la livraison de ses nouveaux Mac équipés d'un SoC maison exploitant une architecture ARM64 : le M1. Nous nous sommes procuré un Mac mini l'utilisant afin d'en décortiquer les performances. Voici nos premières données.
Pour le dossier que nous ouvrons aujourd'hui sur l'Apple M1, ce n'est pas une, ni deux, mais trois « nuances » de Mac mini que nous avons récupérées. Le dernier en date bien entendu, mais aussi le précédent basé sur un processeur Intel et un plus ancien, datant de 2014. De quoi analyser en détail l'évolution des performances de cette machine.
Mais avant cela, nous avons voulu nous faire un premier avis sur le niveau de performances (natives) que l'on peut obtenir dans des applications que nous utilisons régulièrement dans nos protocoles comme Blender, Handbrake ou encore OpenSSL. Et mettre ces chiffres en perspective avec la consommation de la machine.
Ce sera également l'occasion d'évoquer quelques subtilités de macOS 11 (Big Sur).
Comment savoir si une application est native ou non ?
Commençons par une question toute bête : comment s'assurer qu'une application est lancée de manière native ? Pour cela, plusieurs solutions. La première consiste à regarder le moniteur d'activité qui liste dans sa section consacrée au processeur l'architecture de tous les processus lancés : Apple ou Intel. Rien de plus simple, donc.
La seconde consiste à regarder la liste des applications du rapport système. Cette fois c'est le « type » qui vous indique si une application est disponible sous la forme d'un binaire universel (contenant la version Apple et Intel), dans une mouture pour processeur Intel uniquement ou iOS. Parfois un « autre » sera affiché.
Vous pouvez également forcer le lancement d'un binaire universel dans sa version Intel via Rosetta. Pour cela il suffit de demander l'affichage du panneau d'informations dans le Finder et de cocher la case « Ouvrir avec Rosetta ».
OpenSSL LibreSSL : plus utile qu'il n'y paraît
Nos habitués le savent, nous aimons comparer différents processeurs à travers un outil aussi basique que parlant : OpenSSL. Il suffit d'une commande pour effectuer autant de signatures ou de vérifications cryptographiques que possible avec un CPU, sur l'ensemble de ses cœurs ou un seul. Et il est présent partout.
C'est également le cas sous macOS, avec une subtilité : il s'agit d'une implémentation différente (LibreSSL), native mais pas dans sa version la plus récente. Ses performances sont donc plutôt « dramatiques » : 440 signatures par seconde et 17 506 vérifications par seconde. C'est presque ce que nous obtenons sur un cœur avec Zen 3...
Ce test a néanmoins un avantage, il exploite pleinement les cœurs et l'on peut en occuper autant que l'on souhaite. Il est donc parfait pour analyser la consommation à la prise de la machine. Voici nos résultats :
- Repos : 7 watts
- 1 cœur : 12 watts
- 2 cœurs : 15 watts
- 3 cœurs : 18 watts
- 4 cœurs : 22 watts
- 5 cœurs : 22 watts
- 6 cœurs : 23 watts
- 7 cœurs : 23 watts
- 8 cœurs : 23 watts
Pour rappel, l'Apple M1 dispose d'une architecture 4+4 cœurs. Les premiers sont performants et ajoutent de 3 à 5 watts à leur activation. Les autres sont économes en énergie et n'ajoutent qu'un watt même lorsqu'ils sont tous actifs. Il en est de même pour les performances qui évoluent surtout à l'activation des quatre premiers cœurs :
- 1 cœur : 90 signatures/s
- 2 cœurs : 174 signatures/s
- 3 cœurs : 252 signatures/s
- 4 cœurs : 335 signatures/s
- 5 cœurs : 362 signatures/s
- 6 cœurs : 388 signatures/s
- 7 cœurs : 414 signatures/s
- 8 cœurs : 440 signatures/s
Pour les quatre premiers cœurs, on ajoute entre 78 et 90 signatures par seconde à chaque fois, contre 26/27 signatures par seconde pour les suivants. Ils apparaissent comme 3,2x moins performants (mais bien plus économes).
CineBench R23 : quid de la stabilité des résultats ?
L'outil de Maxon a été sans doute l'un des plus utilisés pour mesurer les performances de l'Apple M1. Il faut dire qu'il avait l'avantage d'exister sous Windows 10, d'être natif, simple à lancer, produisant des chiffres aisés à comprendre. Ses résultats sont donc largement connus, nous en avions d’ailleurs parlé. Voici notre capture :
Nous l'avons néanmoins utilisé dans un but précis : vérifier que l'Apple M1 savait tenir ses scores dans la durée. En effet, effectuer un rendu ou un test sur quelques secondes est une chose. Mais qu'en est-il après de nombreuses minutes à fonctionner à plein régime ? Eh bien le résultat était à la hauteur de nos espérances : rien ne bouge.
L'Apple M1 a cela d'appréciable qu'il fournit des performances stables, comme si sa fréquence évoluait peu. On ne peut malheureusement pas suivre ce point avec attention pour le moment puisque nous manquons d'outils adaptés. La plupart de ceux existant pour macOS étaient en effet fournis directement par Intel.
Mais que ce soit sur Cinebench R23 ou d'autres application, la reproductibilité de nos résultats est presque parfaite, que ce soit sur la durée ou même d'un lancement à un autre. Et c'est plutôt appréciable. On évite ainsi la surprise des puces mobiles revoyant leur fréquence à la baisse lorsqu'elles s'échauffent trop.
Notez que la consommation est un peu plus élevée ici : 13 watts sur 1 cœur, 25 watts sur tous les cœurs. Si ce n'est pas le processeur le plus véloce du marché, c'est clairement le plus efficace... et de loin.
Silence et chaleur
On est en effet à la moitié de ce que demande un 4800U intégré à un PN50 d'ASUS par exemple. Cette faible consommation bénéficie au M1 par d'autres aspects : moins de chaleur, de température, de ventilation et de bruit.
Tout au long de nos tests nous n'avons jamais entendu le système de refroidissement se faire entendre. Certes, il fonctionne, mais même après plusieurs dizaines de minutes de charge, il est inaudible. C'est assez rare pour être souligné dans le domaine des mini PC. C'est sans doute ce qui constituera le plus un défi pour AMD et Intel.
Blender : de premiers résultats très encourageants
Blender fait partie des projets open source soutenus par Apple pour le support de son M1. On peut à terme espérer voir une adaptation complète du moteur de rendu 3D Cycles, peut-être même avec une accélération du ray tracing et du denoising puisque ce sont des fonctionnalités pleinement supportées par les SoC d'Apple.
Mais pour le moment... ce n'est clairement pas prêt. Il faudra sans doute attendre encore quelques semaines ou mois avant d'obtenir une build stable et officielle de l'outil. Nous en avons néanmoins utilisé une compilée à la main (2.92 alpha) avec certaines optimisations actives, ce qui nous permet de nous faire une première idée des résultats.
Nous avons ainsi pu effectuer un rendu de la scène bmw27 sur CPU en 305 secondes. Un score qui place la machine au-dessus de puces comme les Ryzen 3 3100/3300X qui demandaient 384 et 362 secondes pour la même scène. Autant dire que c'est prometteur. Nous tenterons de refaire régulièrement des essais et comparaisons.
HandBrake : nous avions vu juste
Dernier outil de notre suite de test du jour, Handbrake permet de convertir des vidéos dans des définitions et des formats différents. Nous l'utilisons pour compresser la vidéo 4K de Tears of Steel en 1080p30 via le profil Matroska via H.264 et H.265. Il est disponible en binaire universel, Le calcul peut être effectué sur CPU ou accéléré par le SoC.
Les résultats sont plutôt dans la tranche haute des prévisions que nous avions faites sur la base de nos essais sur le DTK 2020 avec 38,23 ips en H.264 et 12,05 ips en H.265. Son positionnement est donc celui d'un Ryzen 7 1700 que nous avions relevé lors de précédents tests à 37,7 et 12,8 ips. Mais le M1 ne nécessite que... 30 watts.
Notez que l'accélération matérielle VideoToolbox est ici supportée et permet de grimper à 67 ips pour les deux codecs. Mais il faudra ici faire un comparatif de qualité en plus d'un comparatif de performances pour s'assurer que ces résultats sont comparables à ce que l'on obtient avec les accélérateurs d'AMD, Intel et NVIDIA.
Nous y reviendrons dans un prochain article qui couvrira également le cas des jeux vidéo.
Les performances sous HandBrake 1.4.0 Beta 1 en H.264 (à gauche) et H.265 (à droite)
Commentaires (37)
#1
Ce serait intéressant de le comparer au Ryzen 4800U. La gamme de prix d’un mac mini avec M1 est comparable à l’Asus PN50 dont vous avez parlé.
#2
Tu peux déjà comparer les chiffres CB R23 ;) Mais c’est prévu, oui.
#3
Je vote pour aussi !
Et même si le 4800u consomme plus, ne pas oublier qu’il est sorti 8 mois plus tôt, vivement l’an prochain, j’espère que ça va motiver AMD et Intel à améliorer encore plus la consommation :)
#4
Ça confirme encore les 1eres impressions : ça marche plutôt pas mal…
#5
+1 pour tester contre 4800u 15 watt et de comparer les consommations, pour bien faire il faudrait un macbook pro car est-ce que l’ensemble consomme la même chose sur les versions portables ?
#6
Oui j’ai vu +15% de perf en multi core (+30% en single ???) grosso modo dans un TDP de 25W vs 43W si je comprends bien pour le 4800U à pleine charge. Si ce genre de résultats se confirme sur d’autre test c’est vraiment intéressant. Hâte de lire un comparatif.
#7
Je viens de regarder les tests de Phoronix. Les benchmarks semblent montrer un résultat équivalent au Mac Mini équipé du core i7 8700B (65W). Pas mal, sachant le prix de base du Mac Mini i7.
#8
En plus de l’article il y a une page de bench comparé a des modèles AMD et Intel de la génération actuelle
https://openbenchmarking.org/result/2011202-PTS-MERGE68890&sor
en résumé à voir dans quelques mois si globalement ça s’améliore mais pour le moment à quelques exceptions (en bon comme en mauvais) ça reste moyen
#9
Faut voir ce que donne Tiger Lake. Quand on voit intel et AMD côté à côté quand intel fait du 14nm et AMD du 7nm, je me demande ce que donnerais du Intel 7nm
#10
Merci pour le lien. ça remet un peu les choses en perspective, même s’il faudrait creuser l’optimisation des différents tests. (phoronix ne test que sous linux, je ne suis pas expert de l’impact sur les perfs que ça peut avoir d’installer un distrib linux sur M1)
#11
Nan, c’est testé sur MacOS pas sur linux: la phoronix test suite est multiplateforme maintenant, Michael (le createur de Phoronix) fait aussi des tests sur windows et MacOs pour comparer avec Linux. Ce n’est d’ailleurs pas possible aujourd’hui d’utiliser Linux avec le M1.
#12
Les perfs sur SPEC testées par anandtech sont sacrement impressionnante: https://www.anandtech.com/show/16252/mac-mini-apple-m1-tested/4
#13
Merci pour cet article. Ça semble quand même pas mal pour une machine fixe moins cher.
#14
Oui après SPEC c’est du vieux bench pas représentatif pour un sou. Donc dans la pratique… le cas de LibreSSL montre bien la limite en pratique. Tu peux avoir une très bonne archi mais des résultats pourris en pratique
#15
Avec le MacBook Pro tu rajoutes des composants tel l’écran la ou sur le Mac Mini l’essentiel de la consommation viendra du SoC
#16
Juste un mot par ces tests préliminaires: bravo ! Enfin, des résultats contextualisés qui ne comparent des choux et des bananes.
#17
#18
Sans doute, mais à l’inverse il me semble que les résultats avec LibreSSL montre surtout que la bibliothèque n’a pas été optimisé pour le M1 vu que Apple fournit sa propre API de cryptographie.
#19
ça doit pas être possible vu l’architecture. Bien que linux soit dispo sous arm, pour le moment, on ne sait pas si apple laissera la possibilité technique et commerciale d’utiliser d’autres OS.
#20
« Mais le M1 ne nécessite que… 30 watts. »
Vous parliez de 23W deux paragraphe plus haut.
Les 23w c’est le CPU et 30W la conso complète ?
Et le Ryzen auquel vous le comparez c’est combien bien un TDP de 68W juste pour le processeur ?
Dans tous les cas, arriver à peu près au même niveau de performances avec une consommation divisée par trois c’est vraiment dingue surtout que le M1 est encore I dérive des puces mobiles pensées avant tout pour la mobilité.
En fait, comme vous, j’ai surtout envie de voir jusqu’où ils pourront monter (car ces puces pour du desktop en visant un consommation de 50⁄80 W ça peut probablement démolir tout ce qui existe sur le marché) mais ce n’est sans doute la la priorité pour eux, car proposer pour moins cher les meilleures performances portables du marché (+ ou - selon les applications) en doublant l’autonomie leur rapporte bien plus que faire un processeur « state of the art » qui éclate tout le monde mais destiné à des machines plus « niches ».
#21
Pour info, mon vieux mac mini Intel i5 ne fait aucun bruit non plus. Je ne l’ai pas poussé en charge depuis longtemps, mais c’est pour dire qu’Apple a toujours été efficace à ce niveau sur ce modèle. :-)
Merci pour l’article !
#22
bon ba MacMini commandé, on verra
#23
Au niveau connectivité, j’ai vu sur un screen shot que les 2 ports TB sont présentés comme 2 bus séparés.
Sur les Mac Intel, les ports TB sont regroupés par paires, avec donc une bande passante partagée.
Avec les M1, on aurait donc 2x40Gb/s: quelqu’un pour verifier ce point ?
#24
Si l’efficacité énergétique semble excellente, on ne peut pas dire 3x (25W vs 65W ? Un TDP n’est pas une consommation mesurée et sa signification est variable). L’article ne tire pas de telles conclusions absolues, sur de telles bases; c’est d’ailleurs tout son sérieux. Du contexte, du contexte, toujours du contexte…. Même “dérivé de puces mobiles” me parait faux, à l’exception du coté SOC. Le M1 doit répondre à un cahier des charges (donc tenant compte des machines “cible”) qui de plus doit dater d’un peu plus d’une année (certains disent depuis 2017). On retrouve du Arm sur des serveurs depuis cette même période. Disons “dérivé d’une architecture avec comme principal objectif la consommation et de son savoir-faire des puces mobiles”. Restons aussi sur le fait que c’est du 5nm et que tout est intégré, de plus sur une architecture assez différente. Avec pour conséquence directe de rendre la majorité des comparaisons x86 compliquées (on change beaucoup de variables à chaque fois). Qu’est-ce qui provient de la conception/design, du packaging et de la fabrication aka finesse de gravure ?
Désolé, mais il y a beaucoup d’assertions et d’exaltation. Pas certain que le rapport qualité-prix soit l’objectif principal d’Apple (mais je ne fais pas partie du comité direction…). Faire un gros processeur n’est pas la simple multiplication de petits (le contraire est identique demander à Intel). Sinon concevoir un A320 serait juste faire plus grand qu’un Cessna. On met probablement autant d’intelligence à faire l’un que l’autre, mais les contraintes peuvent être totalement différentes. Et, il n’y a pas de relation ‘linéaire’ sur le résultat. De toute façon, comme il y a de l’argent sur ce marché, si Apple peut maintenir ses marges, tout en augmentant ses parts, il va y aller…
#25
J’ai un Mini late 2012, il est effectivement peu bruyant. Je crois que c’est un i5 un peu bridé. C’est un des derniers facilement démontable / upgradable. Avec un SSD et un peu plus de DDR ça tourne bien. C’est aussi un modèle assez fiable, ce n’est pas toujours le cas chez Apple. Le seul truc qui fait peur, c’est l’alim. Il fait partie des modèles injustement oubliés de Big Sur. Il existe une méthode pour l’installer, c’est stable et ça tourne bien avec le risque que la moindre mise à jour le plante un matin. C’est dommage.
#26
La conso à la prise diffère selon les tests. On est à 23W max sous OpenSSL, jusqu’à 30 watts dans certains autres tests. Pour Ryzen, sur les versions mobiles le TDP va jusqu’à 25 watts, pour desktop, c’est 65/95/105 selon les cas (le TDP étant, pour rappel, une valeur de dissipation thermique).
#27
Oui, surtout qu’un M1 c’est déjà un gros processeur : 16 milliards de transistors, c’est plus que les dernières puces AMD et Intel monolithiques. Avec le nombre de coeurs et le TDP on a l’impression que c’est un truc rikiki, c’est surtout une puce assez importante (pour du 5 nm) qui a un très bon perf/W.
Est-ce qu’Apple saurait faire une puce à 95 watts avec trois fois plus de performances ? En l’état, impossible à dire. Il faudrait sans doute une architecture radicalement différente (tout dépend aussi de la possibilité pour celle-ci de monter en fréquence).
#28
Je sais pas si c’est possible, mais il serait intéressant de comparer avec par exemple un 5600X (pour avoir zen3, même si c’est 6 coeurs) mais à la même fréquence que ce M1. On sait depuis longtemps que la monté en consommation n’est pas proportionnel à la monté en fréquence, et l’architecture zen semble être très économe à fréquence modéré.
#29
Comparer à fréquence fixe sur deux architectures aussi différences n’a strictement aucun intérêt. C’est d’ailleurs cette obsession pour la fréquence qui pose souvent souci dans les analyses.
#30
Je me suis mal exprimé, l’idée derrière étant plutot d’essayer de comparer les architectures.
Exemple: ce mettre soit au même niveau de perf et comparer la conso, soit au même niveau de conso, et comparer les perfs.
#31
Attendons la puce M2 qui doit s’occuper du haut de gamme Apple dans l’année à venir, on aura une idée de leur capacité à monter le niveau de performances.
#32
Je suis d’accord le M1 est vraiment gros surtout pour du 5nm mais il dégage tellement peu de chaleur qu’il est sans doute possible d’imaginer des configurations impossible avec des refroidissements actif « classiques ».
J’ai vraiment l’impression qu’on ne réalise pas que le MacBook Air arrive à taper des perfs de MBP i9 en fanless avec un throttling très très faible.
Je me demande si plutôt que d’agrandir encore la puce ils ne se dirigent pas vers des ordinateurs multiprocesseurs.
#33
La gestion MP demande des interconnexions. Les interconnexions ne sont pas gratuites en termes de transistors (et de performances). Si Zen a migré d’une architecture très éclatée à une solution de plus en plus monolithique (au point d’en revenir à ce que fait Intel avec les APU), ce n’est pas pour rien ;)
#34
Il y a aussi la bandes passante et la latence vers la DRAM qui peut tuer des perfs quand il y a beaucoup de RAM utilisée.
#35
Merci pour ce contact.
J’ai un vieux Macpro5,1 avec 2 xeons hexacoeurs à 3.33Ghz et ce petit mac l’enfonce dans tous les domaines en comparant dans geekbench… Bref, 10 ans les séparent et c’est bcp en Informatique, même quand Intel fait du “sur place” :-P
#36
C’est vraiment très impressionnant et donnerait presque envie de switcher ! Pas de bol, je viens d’acheter un Lenovo pour profiter des nouveaux Ryzen !
Ça fait plaisir de voir que le marché évolue encore, tant depuis quelques années, que ce soit sur le plan des cartes graphiques comme des processeurs, les évolutions sont là mais de façon limitées. Autant un bon PC de 2010 (un i7 970 par exemple) peut s’en sortir en 2020, autant un PC de 2000 avec le top du Pentium ne peut rien contre un PC de 2010.
On n’en est plus au foisonnement des années 90’, mais un peu de mouvement, ça fait du bien !
#37
Et bientôt des tests en utilisation réelle ? :)