Como o Neural Engine no chip M4 se compara aos de outros dispositivos

Visão geral do desempenho

Especificações do mecanismo neural M4
O chip M4 possui um Motor Neural de 16 núcleos capaz de executar até 38 trilhões de operações por segundo (TOPS). Este é um aumento substancial em relação aos 18 TOPS do M3, marcando uma melhoria de 111% no desempenho[1][5]. A Apple afirma que isso torna o Motor Neural do M4 "mais rápido do que a unidade de processamento neural de qualquer PC AI hoje" [2] [4].

Comparação com outros chips
- Para contextualizar, a série Ryzen 8040 da AMD atinge cerca de 16 TOPS, enquanto o Meteor Lake da Intel pode atingir 11 TOPS. Espera-se que os próximos modelos da Intel, como Lunar Lake, atinjam 45 TOPS, mas não estarão disponíveis até o final do próximo ano[3]. Os próximos chips X Elite da Qualcomm também deverão atingir 45 TOPS, indicando que, embora o M4 esteja atualmente na liderança, a concorrência está no horizonte[3].

Melhorias arquitetônicas

O chip M4 utiliza um processo de fabricação de 3 nm de segunda geração, que aumenta a eficiência e o desempenho. Ele inclui uma combinação de núcleos de desempenho e eficiência, com até 10 núcleos de CPU (4 de desempenho e 6 de eficiência), otimizando ainda mais seus recursos para tarefas de aprendizado de máquina[2][4]. Esta arquitetura permite um melhor tratamento das cargas de trabalho de IA, tornando-a particularmente eficaz para aplicações que requerem processamento em tempo real.

Aplicativos do mundo real

O Neural Engine aprimorado oferece suporte a vários recursos baseados em IA em dispositivos como o mais recente iPad Pro. Isso inclui funcionalidades avançadas, como:
- Legendas ao vivo para transcrição de áudio em tempo real.
- Visual Look Up, que identifica objetos em fotos e vídeos[4].

Esses recursos aproveitam o maior poder de processamento do Neural Engine do M4, permitindo um desempenho mais suave e rápido em tarefas de IA.

Conclusão

Em resumo, o Neural Engine do chip M4 não apenas supera seu antecessor, o M3, mas também se posiciona competitivamente em relação aos processadores existentes e futuros de outros fabricantes. Com a sua capacidade de lidar com 38 TOPS, estabelece uma nova referência para o processamento de IA móvel, embora os desenvolvimentos futuros dos concorrentes possam desafiar esta liderança. À medida que a Apple continua a integrar capacidades de IA no seu ecossistema, o M4 provavelmente desempenhará um papel crucial na melhoria das experiências do utilizador em todos os seus dispositivos.

Citações:
[1] https://www.howtogeek.com/m4-vs-m3-how-does-the-new-apple-silicon-compare-with-its-predecessor/
[2] https://www.gsmarena.com/apples_new_m4_chip_comes_with_the_fastest_neural_engine_ever-news-62757.php
[3] https://www.theregister.com/2024/05/07/apple_m4_ipad/
[4] https://www.apple.com/au/newsroom/2024/05/apple-introduces-m4-chip/
[5] https://www.pcmag.com/comparisons/apple-m4-and-m3-cpus-compared-whats-better-in-the-latest-apple-silicon
[6] https://www.reddit.com/r/singularity/comments/1cneeme/apple_introduces_m4_chip_m4_has_apples_fastest/
[7] https://www.techopedia.com/apple-m4-chip-should-you-upgrade

Existem diferenças significativas no desempenho da IA ​​entre os motores neurais M4 e M3?

O Neural Engine do chip M4 mostra melhorias notáveis ​​em relação ao M3, principalmente em métricas de desempenho e melhorias arquitetônicas. Aqui está uma comparação detalhada de suas capacidades de IA.

Métricas de desempenho

Operações por segundo
- O Motor Neural do M4 pode realizar até 38 trilhões de operações por segundo (TOPS), um salto significativo em relação aos 18 TOPS do M3. Isso representa um aumento de desempenho de mais de 100%, tornando o M4 um dos motores neurais mais poderosos disponíveis atualmente[1][2][5].

Precisão e benchmarking
- Embora o desempenho do M4 pareça duplicar o do M3, é essencial considerar o contexto destes números. A pontuação do M3 de 18 TOPS foi alcançada na precisão FP16, enquanto a pontuação do M4 é baseada na precisão INT8. Quando ajustada para comparação igual em INT8, a diferença de desempenho diminui para cerca de 5% em favor do M4[1][2].

Melhorias arquitetônicas

Configuração principal
O chip M4 possui uma CPU de 10 núcleos, que inclui núcleos mais eficientes em comparação com a CPU de 8 núcleos do M3. Essa configuração permite melhor multitarefa e melhor gerenciamento de cargas de trabalho de IA, especialmente em aplicativos que exigem processamento em tempo real[1][3].

Contagem de transistores e largura de banda de memória
- O M4 tem 28 bilhões de transistores, um pouco mais que os 25 bilhões do M3. Este aumento contribui para melhorar o desempenho e a eficiência nas tarefas de processamento. Além disso, o M4 oferece uma largura de banda de memória de 120 Gbps, em comparação com os 100 Gbps do M3, permitindo taxas de transferência de dados mais rápidas, essenciais para operações de IA[1][3].

Aplicativos do mundo real

Os avanços no Motor Neural se traduzem em benefícios tangíveis para os usuários. O M4 oferece suporte a recursos sofisticados de IA, como:
- Legendas ao vivo para transcrição de áudio em tempo real.
- Visual Look Up, que identifica objetos em imagens e vídeos.

Esses recursos aproveitam o maior poder de processamento do M4, permitindo um desempenho mais suave e rápido em tarefas de IA em comparação com o que é possível com o M3.

Conclusão

Em resumo, embora ambos os chips tenham desempenho competente, o Motor Neural do M4 oferece uma atualização significativa em relação ao M3 em termos de poder de processamento bruto e eficiência. As melhorias na arquitetura e na configuração central solidificam ainda mais sua posição como líder em processamento de IA móvel. No entanto, para utilizadores típicos, especialmente aqueles que não estão envolvidos em tarefas exigentes de IA, as diferenças podem não ser extremamente perceptíveis nas aplicações quotidianas.