Kako se Neural Engine v čipu M4 primerja s tistimi v drugih napravah

Pregled uspešnosti

Specifikacije nevronskega motorja M4
- Čip M4 ima 16-jedrni nevronski motor, ki lahko izvede do 38 trilijonov operacij na sekundo (TOPS). To je precejšnje povečanje v primerjavi z 18 TOPS modela M3, kar pomeni približno 111-odstotno izboljšanje zmogljivosti[1][5]. Apple trdi, da je zaradi tega Neural Engine M4 "hitrejši od nevronske procesne enote katerega koli današnjega računalnika z umetno inteligenco" [2][4].

Primerjava z drugimi čipi
- Za kontekst AMD-jeva serija Ryzen 8040 dosega približno 16 TOPS, medtem ko lahko Intelov Meteor Lake doseže 11 TOPS. Prihajajoči Intelovi modeli, kot je Lunar Lake, naj bi dosegli 45 TOPS, vendar bodo na voljo šele pozno naslednje leto[3]. Qualcommovi prihajajoči čipi X Elite naj bi prav tako dosegli 45 TOPS, kar nakazuje, da medtem ko M4 trenutno vodi, je konkurenca na obzorju[3].

Arhitekturne izboljšave

Čip M4 uporablja proces izdelave 3nm druge generacije, ki povečuje učinkovitost in zmogljivost. Vključuje mešanico jeder zmogljivosti in učinkovitosti z do 10 jedri CPE (4 zmogljivost in 6 učinkovitost), ki dodatno optimizirajo njegove zmogljivosti za naloge strojnega učenja[2][4]. Ta arhitektura omogoča boljše obvladovanje delovnih obremenitev AI, zaradi česar je še posebej učinkovita za aplikacije, ki zahtevajo obdelavo v realnem času.

Aplikacije iz resničnega sveta

Izboljšan Neural Engine podpira različne funkcije, ki jih poganja AI, v napravah, kot je najnovejši iPad Pro. Ti vključujejo napredne funkcije, kot so:
- Podnapisi v živo za zvočni prepis v realnem času.
- Visual Look Up, ki identificira predmete na fotografijah in videoposnetkih[4].

Te funkcije izkoriščajo povečano procesorsko moč nevronskega motorja M4, kar omogoča bolj gladko in hitrejše delovanje pri nalogah AI.

Zaključek

Če povzamemo, Neural Engine čipa M4 ne samo, da prekaša svojega predhodnika, M3, ampak se tudi konkurenčno postavlja proti obstoječim in prihajajočim procesorjem drugih proizvajalcev. S svojo zmožnostjo obvladovanja 38 TOPS postavlja novo merilo za mobilno obdelavo umetne inteligence, čeprav lahko prihodnji razvoj tekmecev izpodbija to prednost. Ker Apple še naprej integrira zmogljivosti umetne inteligence v svoj ekosistem, bo M4 verjetno igral ključno vlogo pri izboljšanju uporabniške izkušnje v njegovih napravah.

Citati:
[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

Ali obstajajo pomembne razlike v zmogljivosti AI med M4 in M3 Neural Engines

Neural Engine čipa M4 kaže opazne izboljšave v primerjavi z M3, predvsem v meritvah zmogljivosti in arhitekturnih izboljšavah. Tukaj je podrobna primerjava njihovih zmogljivosti AI.

Meritve uspešnosti

Operacije na sekundo
- Neural Engine M4 lahko izvede do 38 trilijonov operacij na sekundo (TOPS), kar je pomemben preskok od 18 TOPS M3. To predstavlja povečanje zmogljivosti za več kot 100 %, zaradi česar je M4 eden najmočnejših nevronskih motorjev, ki so danes na voljo[1][2][5].

Natančnost in primerjalna analiza
- Čeprav se zdi, da je zmogljivost M4 dvakrat večja od zmogljivosti M3, je bistveno upoštevati kontekst teh številk. Rezultat M3 18 TOPS je bil dosežen pri natančnosti FP16, medtem ko rezultat M4 temelji na natančnosti INT8. Ko se prilagodi za enako primerjavo pri INT8, se razlika v zmogljivosti zmanjša na približno 5 % v korist M4[1][2].

Arhitekturne izboljšave

Konfiguracija jedra
- Čip M4 ima 10-jedrni CPE, ki vključuje bolj učinkovita jedra v primerjavi z 8-jedrnim CPE M3. Ta konfiguracija omogoča boljšo večopravilnost in izboljšano obvladovanje delovnih obremenitev AI, zlasti v aplikacijah, ki zahtevajo obdelavo v realnem času[1][3].

Število tranzistorjev in pasovna širina pomnilnika
- M4 ima 28 milijard tranzistorjev, nekoliko več kot 25 milijard M3. To povečanje prispeva k večji zmogljivosti in učinkovitosti pri opravilih obdelave. Poleg tega M4 ponuja pomnilniško pasovno širino 120 Gbps v primerjavi s 100 Gbps M3, kar omogoča hitrejše hitrosti prenosa podatkov, ki so bistvenega pomena za operacije AI[1][3].

Aplikacije iz resničnega sveta

Napredek v Neural Engine pomeni oprijemljive koristi za uporabnike. M4 podpira sofisticirane funkcije AI, kot so:
- Podnapisi v živo za zvočni prepis v realnem času.
- Visual Look Up, ki identificira predmete v slikah in videoposnetkih.

Te funkcije izkoriščajo povečano procesorsko moč M4, kar omogoča bolj gladko in hitrejše delovanje pri nalogah AI v primerjavi s tem, kar je mogoče z M3.

Zaključek

Če povzamemo, čeprav sta oba čipa zmogljiva, nevronski motor M4 zagotavlja znatno nadgradnjo v primerjavi z M3 v smislu surove procesorske moči in učinkovitosti. Izboljšave v arhitekturi in konfiguraciji jedra dodatno utrjujejo njegov položaj vodilnega pri obdelavi mobilne umetne inteligence. Vendar pa za običajne uporabnike, zlasti tiste, ki se ne ukvarjajo z zahtevnimi nalogami AI, razlike morda niso preveč opazne v vsakodnevnih aplikacijah.