Apple M4 vs M3 vs M2: características y diferencias entre ellos

Cuando Apple comenzó a diseñar sus propios SoCs para sus dispositivos móviles iPhone/iPad, algunos apuntaban a que podría prescindir de Intel y hacer lo mismo para sus ordenadores. Así fue, y ya llevamos cuatro generaciones de Apple Silicon M-Series. Pero ¿qué diferencias existen entre el M4 vs M3 vs M2? Aquí te las explicamos.

Especificaciones técnicas M4 vs M3 vs M2

Nombre del SoC	M4	M3	M2
Nodo de fabricación	3 nm (N3E) TSMC (28.000 millones de FinFET)	3nm TSMC (25.000 millones de FinFET)	5 nm (N5P) TSMC (20.000 millones de FinFET)
ISA	ARMv9.2-A	ARMv8.6-A	ARMv8.6-A
Microarquitectura de CPU	Everest / Sawtooth A17 Pro (variante)	Everest / Sawtooth A17 Pro (variante)	Avalanche / Blizzard A15 Bionic (variante)
CPU	10 núcleos (3/4 P+6 E) @ hasta 4,41 Ghz	12 núcleos (6P+6E) @ hasta 4.1/2.7 Ghz	8 núcleos (4P+4E) @ 3.49 / 2.42 GHz
GPU	10 Cores	8/10 Cores con 4.97 TFLOPS	5 Cores con 3.6 TFLOPS
NPU	Neural Engine con 38 TOPS	Neural Engine con 18 TOPS	Neural Engine con 15 TOPS
Memoria caché total	19 MB (aprox)	19 MB (aprox)	10 MB (aprox)
Controlador de memoria / SLC	Unificada LPDDR5X 7500 MT/s hasta 16 GB con 8 controladores y hasta 120 GB/s	Unificada LPDDR5-6400 MT/s (hasta 36 GB) con 8 controladores y un ancho de banda de 102.4 GB/s	Unificada 6400 MT/s (hasta 24 GB) con 102.4 GB/s
Almacenamiento soportado	Flash NAND**	NVMe PCIe 4.0	NVMe PCIe 4.0
Sensing Hub	No	No	No
ISP	Apple ISP	Apple ISP	Apple ISP
Secure Processing Unit	Sí, Secure Enclave Processor (SEP) integrado	Sí, Secure Enclave Processor (SEP) integrado	Sí, Secure Enclave Processor (SEP) integrado
Conectividad	Propietario de Apple	Propietario de Apple	Propietario de Apple
Tipo de chip	Monolítico	Monolítico	Monolítico
TDP	10W	27W	20W

Es importante destacar que la versión actual que se ha mostrado del Apple M4 (Donan) es una versión algo capada, para el iPad Pro, pero no veremos las verdaderas capacidades del M4 para ordenadores hasta más adelante. Además, también falta por llegar las versiones M4 Pro, M4 Max y M4 Ultra, cuyos nombres clave serán Brava para los dos primeros e Hidra para el Ultra (se rumorea también sobre un posible Extreme). Así que las especificaciones sobre el soporte para almacenamiento, el ancho de banda, e incluso otros valores podrían cambiar para el M4 para Macbooks.

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M1 y M2

El Apple M1 fue el primero de la M-Series, para sustituir a los chips Intel Core de los anteriores productos de Apple y a los T2 de seguridad. El M1 integraba todo en el mismo SoC, y basándose en ARM, concretamente ARMv8.5A, usando la microarquitectura Firestorm para los núcleos de alto rendimiento y Icestorm para la microarquitectura de los núcleos de eficiencia. Básicamente fue una variante de la arquitectura introducida en el A14 para dispositivos móviles diseñado por la firma, y que tuvo grandes críticas en su salida, tanto positivas como negativas.

Tras la primera generación y sus variantes, como el M1 Pro, M1 Max y M1 Ultra, también llegaría la segunda generación, el M2. Este nuevo M2 es una variante de la arquitectura del A15 Bionic, con microarquitecturas Avalanche y Blizzard para los núcleos de alto rendimiento y eficiencia respectivamente.

Mientras el M1 estaba fabricado en un proceso de 5 nanómetros, con integra alrededor de 16 mil millones de transistores, el M2 utilizaba el nodo N5 de TSMC optimizado para mejorar la densidad de transistores por unidad de superficie, y con un incremento en varios miles de transistores respecto al anterior.

Esto permitió a los núcleos de CPU del M2 ser más eficientes y con mayor rendimiento. Por ejemplo, Apple aseguraba que se había ganado un 18% de rendimiento respecto al M1, mientras que en el apartado gráfico hubo un salto de rendimiento incluso superior, con un 35% de mejora.

Frente al esquema convencional de memoria RAM que tenían los Intel, en estos procesadores se introdujo el concepto de memoria unificada, además de motores de multimedia de decodificación y codificación de vídeo integrado.

Versiones M1

En el caso del M1, las variantes o modelos son:

SoC	M1	M1 Pro	M1 Max	M1 Ultra
Total CPU cores	8	8 o 10	10	20
Performance cores	4	6 o 8	8	16
Efficiency cores	4	2	2	4
GPU cores	7 o 8	14 o 16	24 o 32	48 o 64
Neural engine cores	16	16	16	32
Memoria unificada máxima (UMA)	16GB	32GB	64GB	128GB
Ancho de banda de memoria	100GB/s	200GB/s	400GB/s	800GB/s
Acelerador ProRes	No incluye	1	2	4

Mientras que para el M2 tenemos las siguientes:

SoC	M2	M2 Pro	M2 Max
Total CPU cores	8	10 o 12	12
Performance cores	6	8	8
Efficiency cores	6	2/4	4
GPU cores	8 o 10	16 o 19	30 o 38
Neural engine cores	16	16	16
Memoria unificada máxima (UMA)	24GB	32GB	96GB
Ancho de banda de memoria	100GB/s	200GB/s	400GB/s
Acelerador ProRes	2	4	8

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M3

El lanzamiento del chip M3 marca un nuevo hito en la evolución de los procesadores de Apple. Si bien el M2 ya ofrecía un rendimiento excepcional, el M3 presenta una serie de mejoras significativas que lo posicionan como una opción aún más poderosa y eficiente. Aunque también tuvo que esquivar algunas críticas sobre la cantidad de memoria soportada, a lo que Apple salió al paso alegando que 8GB eran como 16GB en un equipo normal.

En cuanto a las diferencias, comenzamos por el proceso de fabricación de 3nm de TSMC, frente a los 5nm anteriores. Esto supuso una gran mejora en la eficiencia energética, la densidad de transistores integrados por unidad de superficie y en la posibilidad de mejorar el switching del transistor y así poder mejorar la frecuencia de reloj sin problemas. Además, se pasó a unos 25 millones de transistores en este caso, agregando mayor rendimiento y capacidades al SoC de tercera generación.

En el caso del M3 se basó en el A17 Pro, del que es una variante. Adopta las microarquitecturas Everest y Sawtooth para los núcleos heterogéneos. Además, también actualiza la ISA ARM en la que se basa, agregando algunas mejoras en las instrucciones soportadas, además de las propias de Apple que implementa en el repertorio.

El M3 ofrecía un paso adelante en cuanto a rendimiento gráfico, ya que su GPU ofrecía un paso adelante notablemente superior al M2, con un 50% más (además de soporte para más pantallas, Ray-Tracing, etc.). En el caso de la CPU, también se habla de entre el 15% y 20% (estimado) de mejora de rendimiento. Por otro lado, también se incluye una nueva generación de NPU, la Neural Engine que conserva la misma cantidad de núcleos, pero mejora considerablemente el rendimiento en aplicaciones de aprendizaje profundo y automático, reconocimiento de voz, mejora de fotografía, etc.

La memoria unificada en este caso no solo había mejorado en cuanto al soporte y MMU, sino también se ampliaba el ancho de banda, permitiendo un acceso más rápido y con mayor paralelismo a los datos.

Versiones de M3

En este caso, tenemos las siguientes variantes o modelos del M3:

SoC	M3	M3 Pro	M3 Max
Total CPU cores	8	11 o 12	14 o 16
Performance cores	4	5 o 6	10 o 12
Efficiency cores	4	6	4
GPU cores	10	14 o 18	30 o 40
Neural engine cores	16	16	16
Memoria unificada máxima (UMA)	24GB	36GB	96GB
Ancho de banda de memoria	100GB/s	150GB/s	400GB/s
Acelerador ProRes	2	4	8

M4

A pesar de que el M4 ya se ha dejado ver y se anunció casi por sorpresa para los nuevos iPad Pro, lo cierto es que Apple aún se guarda algunos detalles sobre este chip, ya que la versión mostrada parece algo capada, como las otras versiones del M1 y M2 empleadas en los iPad.

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Por tanto, es probable que veamos mejoras en la unidad M4 para Mac y Macbook. Además, al igual que los anteriores, también se avecinan variantes:

SoC	M4	M4 Pro	M4 Max	M4 Ultra	M4 Extreme
Núcleos totales CPU	10 (4P+6E)	11/12 (6P+6E)	16/18 (12P+6E)	32/36 (24P+12E)	64/72 (40P+24E)
Núcleos gráficos GPU	10	16/20	32/40	64/80	128/160
Núcleos Neural Engine	16	16	16	32	64
Memoria unificada (RAM)	12 GB, 18 GB, 24 GB	18 GB, 36 GB	36 GB, 48 GB, 64 GB, 96 GB, 128 GB	72 GB, 96 GB, 128 GB, 192 GB, 256 GB	144 GB, 192 GB, 256 GB, 384 GB, 512 GB

Dicho esto, también hay que destacar algunos puntos, como una mejora en la eficiencia y rendimiento gracias a la segunda generación del nodo de 3nm de TSMC en el que se fabrica. También se ha dado un paso adelante en la microarquitectura, y que parece tener el mismo origen que la M3, es decir, no es nueva, sino una evolución.

Según los datos de Apple, se ha conseguido un 50% de mejora de rendimiento de la CPU respecto al M2, y un 4x en el rendimiento de la GPU. Incluso se dispone de Ray Tracing acelerado por hardware. También se ha ampliado el ancho de memoria de la memoria unificada, y se soporta nuevo estándar de memoria más rápida.

En definitiva, un pasito adelante, que parece «más corto» respecto a las generaciones anteriores, pero como digo, solo se trata de una versión bastante temprana, y cuando lleguen las variantes Pro, Max, Ultra y esa posible Extreme, el rendimiento conseguido puede ser bastante sorprendiente.

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