AppleのM1 MacBook Proは確かにパワフルだが、驚くべきはそのバッテリー寿命だ

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ビデオ編集とレンダリングは非常に高性能で、GPUを多用する場合にのみ旧型のマシンに劣ります。しかも、5500MやVEGA IIのような強力な専用カードを使用した場合のみです。 

WebKitのようなプロジェクトのコンパイルは、ほぼどのマシンよりも高速にビルドできます（M1 Mac MiniはMac Proより数秒速いです）。しかも、消費電力はほんのわずかです。 

このデバイスはiPadのように動作します。これが私が簡潔に説明できる一番良い方法です。現行のMacBookユーザーにとってこれがどのような感じになるかを説明するために、私が慢性的な痛みを例に挙げてきました。病気や怪我による慢性的な痛みに悩まされ、薬や治療、手術で痛みが軽減した経験があれば、その突然の解放感をご存知でしょう。長い間その重荷を背負っていたため、それがどれほど重かったか気づいていなかったのです。他のMacを使っていた後、このM1 MacBookに乗り換えた時の感覚はまさにそれです。 

クリックのレスポンスが向上し、あらゆるインタラクションが瞬時に行われます。あらゆる点でiOSデバイスに匹敵する操作感です。 

チップレベルでは、これもiOSデバイスです。それでは…

M1上のiOS

M1マシンでのiOSエクスペリエンスは…まさに「今」です。これ以上ないほどの好意的な評価です。App Storeからアプリをインストールすれば、問題なくスムーズに動作します。iOSアプリのベンチマークテストでは、オーバーヘッドなしでネイティブに動作することが示されています。iOSベースのグラフィックベンチマークも実行しましたが、全く問題ありませんでした。 

しかし、賛辞はそれだけだ。Big Surを搭載したM1マシンでの現在のiOSアプリのエクスペリエンスは、ほとんど滑稽なほど滑稽だ。あまりにも滑稽だ。エッジからのスワイプといったiOSの一般的な操作を再現する方法を説明するデフォルトのツールチップはなく、代わりにフォーマットのまずいチートシートがメニューに埋め込まれている。アプリはウィンドウ内でのみ起動・実行される。そう、iOSやiPadアプリはフルスクリーンでは全く使えないのだ。MacでiOSのネイティブサポートが即座に利用できるのは一瞬素晴らしいと思うかもしれないが、結局のところこれはマーケティング上の勝利であり、ユーザーエクスペリエンスの勝利ではない。 

AppleはMacが数百万ものiOSアプリをサポートしていると謳っていますが、実際にはM1でそれらのアプリを使う際のエクスペリエンスは標準以下です。今後改善されることは間違いありません。しかし、M1におけるアプリエクスペリエンスは、現状ではほぼこの順番で推移しています。ネイティブM1アプリ > Rosetta 2アプリ > Catalystアプリ > iOSアプリです。もちろん、CatalystポートにMac中心の動作とインタラクションを組み込む努力が払われればの話ですが。しかし、iOSは確かに存在はするものの、M1において必要なレベルに達していないことは明らかです。

ロゼッタ2号

Rosetta 2については、語るべきことと語るべきことの両方があります。Appleがこの新しいエミュレーションレイヤーによってx86アプリケーションをM1アーキテクチャ上で問題なく動作させるという成果をどのようにして実現したのか、今後より詳細な説明が出てくるでしょう。しかし、真の核心は、アプリの変換にかかる消費電力が約26%（以下のグラフを参照）低下するにもかかわらず、Intelプロセッサ搭載のMacBookと同等、あるいはそれ以上の速度で動作させるほど強力なチップを実現したことです。 

実に驚くべきことです。Appleは、 PowerPC移行時の初代Rosettaを、私たち皆が忘れたいと思っているのと同じくらい忘れてほしいと思っています。そして嬉しいことに、これはかなり簡単に実現できます。というのも、16インチMacBook Proのような、さらに「理論上はよりパワフル」とされる旧型のMacと比較しても、パフォーマンスの低下はほとんど感じられなかったからです。 

ほとんどの場合、それは単純に問題になりません。AdobeやMicrosoftといった企業はすでにネイティブM1アプリをMacに移植することに尽力しているので、最も必要とされる生産性や創造性を高めるアプリは、ネイティブ化によって実質的に約30%のパフォーマンス向上が得られます。しかも、現状でも速度は変わりません。まさにWin-Winの関係です。 

方法論

テスト方法は非常にシンプルです。これらのラップトップを、実環境におけるパフォーマンスとタスク、そして合成ベンチマークの両方を反映する形で限界まで追い込むよう設計された一連のテストを実行しました。ベンチマークは、マシンを電源に接続した状態で実行し、その後バッテリー駆動で実行することで、ピークパフォーマンスとワットあたりのパフォーマンスを推定しました。すべてのテストは、確実なベースラインを確立するために、クールダウン期間を挟みながら複数回実行しました。 

テストに使用したマシンは次のとおりです。

• 2020 13インチ M1 MacBook Pro 8コア 16GB
• 2019 16インチ MacBook Pro 8コア 2.4GHz 32GB 5500M搭載
• 2019 13インチ MacBook Pro 4コア 2.8GHz 16GB
• 2019 Mac Pro 12コア 3.3GHz 48GB AMD Radeon Pro Vega II 32GB搭載

これらのベンチマークの多くには、Matt Burns による M1 Mac mini のレビューや Brian Heater がテストした M1 MacBook Air の数値も含まれており、こちらから確認できます。

WebKitのコンパイル

冒頭から、この記事の「しまった！」と思ったチャートを取り上げます。GitHubからWebKitをチェックアウトし、すべてのマシンでパラメータなしでビルドを実行しました。これは前述の仕様から唯一逸脱した部分です。私の13インチマシンには自分では解決できない問題があったので、インターネット上の友人たちに助けてもらいました。また、この件について助言をいただいたTapbotsのPaul Haddad氏にも感謝します。 

ご覧の通り、M1は全てのモデルで素晴らしいパフォーマンスを発揮し、MacBookとMac MiniがMacBook Airを僅差で上回っています。これは、20分以上かかる高負荷タスクを実行した場合のパフォーマンスの違いを分かりやすく視覚化したものです。MacBook Airはアクティブファン冷却がないため、M1のパフォーマンスは若干低下しますが、その低下があっても、MacBook Airは超高性能なMac Proを除けば、全てのモデルで勝っています。 

しかし、ここで重要なのはこの2番目のグラフです。WebKitを1回ビルドした後、M1 MacBook Proのバッテリー残量はなんと91%もありました。ここで複数のテストを試しましたが、M1 MacBookのバッテリーを1回充電すれば、WebKitのフルビルドを8～9回も簡単に実行できました。比較すると、16インチでは約3回、13インチ（2020年モデル）では1回しか実行できませんでした。 

この驚異的なワット当たりパフォーマンスこそが、M1の秘密兵器です。バッテリー性能はまさに桁外れです。プロセッサ依存のタスクでさえも。ご参考までに、このWebKitビルド全体を通して、Pクラスター（パワーコア）はほぼ毎サイクルでピークに達しましたが、Eクラスター（効率コア）は安定した2GHzを維持しました。これらのコアは高速処理をしていますが、電力効率は極めて優れています。

バッテリー寿命

実際のテストでバッテリーのパフォーマンスをグラフ化しただけでなく、専用のバッテリーテストもいくつか実行しました。中には、間違えてプラグを差しっぱなしにしてしまったのではないかと思えるほど長時間駆動するケースもありました。それほど優れた性能です。 

ウェブブラウジングとウェブビデオ再生を組み合わせたスクリプトを実行しました。一連のページにアクセスし、30秒間待機した後、ブラウジングのシミュレーションに移行しました。M1は他のMacBookを25%強上回りました。この差は、当社のパフォーマンステストでははるかに大きかったようです。

ここでの結果は時間:分として表示されます。

フルスクリーンの4K/60p動画再生では、M1はさらに優れた性能を発揮し、明るさ50%固定で20時間も余裕で持ちます。以前のテストでは、自動調整をオンにしたままでも24時間を軽く超えました。ええ、丸一日持ちました。これはiOS並みの画期的なバッテリーです。

M1 MacBook Airも非常に優れていますが、バッテリー容量が小さいため、再生時間は「わずか」16時間と短くなっています。どちらも、場合によっては3倍近くのパフォーマンス向上を見せ、以前のモデルを完全に圧倒しました。

Xcode 解凍

これも開発者向けのリクエストによるテストでした。今回もCPU依存で、M1は私のテストグループの他のどのシステムよりも圧倒的なパフォーマンスを発揮しました。8コアの16インチMacBook Proよりも高速で、13インチMacBook Proよりもはるかに高速、そしてなんと3.3GHz Xeonを搭載した2019年モデルのMac Proの2倍の速度です。 

電力曲線を確認するには (また、この期間中に MacBook Pro のスロットリングが発生していないことを示すには (ちなみに、長期間にわたってスロットリングは一度も見つかりませんでした))、使用曲線を次に示します。

メモリとディスク速度の統合

Appleが最初のM1マシンに搭載したメモリがわずか16GBだったという噂は、かなり前から囁かれていました。しかし実際には、Appleが統合メモリアーキテクチャに移行したため、私はまだその影響を実感できるほどハードに使いこなせていません。RAMをSoCに移設するということは、アップグレードが不可能になり、永遠に16GBのままになってしまうことを意味します。しかし同時に、システム上でメモリを最も必要とするチップへのアクセス速度が大幅に向上することを意味します。

もし私が賭け事をするなら、これはディスクリートRAMという概念を完全に排除するための中間ステップだと言うでしょう。AppleのMシリーズチップの将来（遠い未来の話ですが、今のところはそちらを考えています）のバージョンでは、永続ストレージとしても機能する広大なメモリプールから、各チップにメモリを供給するようになるかもしれません。しかし今のところは、CPUコア、GPU、そしてSecure EnclaveやNeural EngineといったSoCの構成要素間で共有される、有限ながらも超高速なメモリプールです。 

Safariで400個のタブを開いた状態とChromeで同じタブを開いた状態を比較したこちらの動画をご覧ください。アプリがM1（およびBig Sur）向けに最適化されていれば、このマシンで非常に高いパフォーマンスを発揮するはずです。

https://twitter.com/panzer/status/1328790134548905985?s=20

OS X Big Sur と、その前提として構築された M1 プロセッサ間の緊密な接続ループについて Apple がどのように考えているかを知るには、M1 MacBook Pro の「バージョン情報」画面にクロック速度がまったく表示されないことに注意してください。

多数のアプリケーションを同時に実行している際、M1は非常に優れたパフォーマンスを発揮しました。この新しいアーキテクチャは非常にタイトに配置されており、メモリがPCIeバスではなく、すぐ隣のメモリに配置されているため、アプリケーション間の切り替えも全く問題ありませんでした。バックグラウンドで大量のデータを扱うタスクが実行されている間も、システム全体の処理は滞りなく行われていました。

アクティビティ モニタのメモリ負荷タブに、OS X がスワップ領域を使用していることが時々表示されていたにもかかわらず、パフォーマンスの低下は見られませんでした。 

私自身はこれを失敗させることはできなかったが、この装置が少しでも苦労することを示すには、非常に大きなファイルを 1 つ投げ込まなければならないのではないかと思う。 

M1 MacBook Pro の SSD は PCIe 3.0 バスで動作しており、その書き込み速度と読み取り速度がそれを示しています。 

Thunderboltとウェブカメラ

M1 MacBook Proには、各ポートに1つずつ、合計2つのThunderboltコントローラが搭載されています。つまり、各ポートからPCIe 3.0 x4のフルスピードを得られるということです。Appleは将来、アーキテクチャに大きな変更を加えることなく、最大4つのポートを搭載する 可能性が非常に高いでしょう。

この構成により、Apple Pro Display XDRと別のモニターに簡単に電源を供給できます。ただし、Apple Pro Display XDRモニターを2台並べてテストすることはできませんでした。

ああ、ウェブカメラの改良ですね。AppleはM1マシンのISPが前世代機から改善されたと言っています。でも、カメラ自体はMacBookにずっと搭載されていた720pウェブカメラと同じです。私のテストでは、ウェブカメラの画質は相変わらず悪く、以前よりはマシになったという結果でした。ホワイトバランスが向上し、ノイズ処理も若干改善されたので、「まあまあ」の域には達したのかもしれません。とはいえ、それでも素晴らしいとは言えません。

冷却とスロットル

どれだけ長いテストを実行しても、M1 MacBook ProのCPUのスロットリングは一度も検出されませんでした。テストの結果、長時間（20～40分以上）の動作では、MacBook Airの性能が時間の経過とともにわずかに低下することが明らかになりました。MacBook Proではそうではありませんでした。 

AppleはM1 MacBook Proに新しい「冷却システム」を設計したと発表しており、これは確かに優れた性能を発揮します。ファンは1基ですが、他のMacBookと比べて明らかに静かです。実際、M1を「温かい」状態以上に熱くすることは一度もありませんでしたし、ファンの回転速度は他のMacBookのターボエンジンのような状態ではなく、水冷システムに近いものでした。 

Cinebench 23で長時間高負荷のセッションを走らせても、M1 MacBookは騒音をほとんど発生させませんでした。テスト中、すべての高性能コアは常時3GHz、効率コアは2GHzに達しました。それにもかかわらず、他のMacBookと比べて非常に発熱が少なく、静音性も抜群でした。まさにハリアーパーティーのステルス爆撃機といったところです。

https://twitter.com/panzer/status/1328715510100344833?s=20

Cinebench テストでは、昨年の 13 インチ MacBook のマルチコア パフォーマンスの 2 倍、さらには 16 インチ MacBook Pro のシングルコア パフォーマンスを上回っていることがわかります。 

テストスイートを使ってFinal Cut Proのテストをいくつか実行しました。まずはiPhone 12 Proで5分間の4K60タイムラインショットを撮影し、オーディオ、トランジション、タイトル、カラーグレーディングを適用しました。M1 MacBookのパフォーマンスは素晴らしく、16インチMacBook Proをわずかに上回りました。 

同じ長さの8Kタイムラインでは、Radeon 5500Mを搭載した16インチMacBook ProがFCPのGPUアクセラレーションで真価を発揮しました。一方、M1も健闘し、統合型グラフィックスを搭載した13インチMacBook Proの3倍の速度を示しました。 

そして、最も印象的なのは、M1 MacBook Proがこれを実行するのに消費する電力が非常に少ないことです。81GBの8Kレンダリングを出力するのに、バッテリーのわずか17%しか消費しませんでした。13インチMacBook Proでは、1回の充電でこのレンダリングを完了することさえできませんでした。 

GFXBenchのチャートからわかるように、M1 MacBook Proはパワフルなゲーミングラップトップではありませんが、  MetalラックでGPUテストを実行した際には、非常に 驚​​くべき印象的な結果が出ました。16インチMBPの方がパワーは優れていますが、Retinaディスプレイでのゲームレンダリングは依然として十分に可能です。

M1はCPU設計の未来だ

長年にわたり、MacのリリースはIntelが提供していたチップやチップセットの性能によって足かせをはめられることが多々ありました。つい最近の16インチMacBook Proでさえ、Appleは1世代以上も遅れをとっていました。iPhoneが大ヒットし、Appleが他のコンピューティング業界全体のチップ生産量を上回るようになった時点で、状況はほぼ明らかでした。 

Appleは現在、20億個以上のチップを出荷しており、この規模はIntelのデスクトップ事業を高級品メーカーのように見せている。先週の発表でAppleがIntelの名前を挙げなかったのは、Appleの政治的な思惑によるものだったと思うが、MacにおけるIntelの終焉は目前に迫っており、業界全体にとって唯一の救いは、Appleが他社向けにチップを製造する可能性が極めて低いことだろう。

何年も前に、iPhoneの最大の欠点はワットあたりの性能がiPhoneが提供できる新しい体験を制限してしまうことだという記事を書きました。その記事は人々には酷評されましたが、私の考えは正しかったのです。Appleは過去10年間、バッテリー問題の「解決」に尽力してきました。Aシリーズチップによる大幅な性能向上を実現しながらも、iPhoneラインナップ全体でバッテリー駆動時間は基本的に同等（あるいはわずかに向上）を維持してきました。奇跡的なバッテリー技術が登場しなかったため、Appleは逆の方向に進み、チップの性能向上に邁進してきたのです。

今日私たちが目にしているのは、Appleがスイッチを切り替え、その電力効率のすべてをMacにもたらした結果です。Macは、従来の5倍のバッテリー容量を持つデバイスです。そして、その成果は目覚ましいものです。

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