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Appleシリコン

あっぷるしりこん

Appleが設計し、iPhone、iPad、Macintoshなどの自社製品に搭載するSoCである。

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目次 [非表示]
  • 1 概要
  • 2 特徴
  • 3 一覧
  • 4 関連タグ

    • 概要編集

    AppleがARMアーキテクチャをベースに独自に設計したSoC。製造はTSMC、サムスン電子などの工場に委託している。


    メインチップとしては、iPhone、iPadや一部の周辺機器類に搭載されるAシリーズ、主にMacintoshとiPadの一部上位機種に搭載されるMシリーズ、Apple WatchやHomePod(第2世代以降)に搭載されるSシリーズがある。


    コントローラーチップとしては、Intel Macに搭載されたTシリーズ、ワイヤレスチップWシリーズ、 Apple Vision Proのリアルタイム空間処理プロセッサR1、AirPods用のHシリーズなどがある。


    本記事ではメインチップであるAシリーズとMシリーズ、Sシリーズについて解説する。


    特徴編集

    CPUやGPU、ニューラルエンジン(AIの推論に特化したコア、他社SoCのNPUに相当する)など全てのコアが同一のメモリ空間にアクセスする統合メモリアーキテクチャであり、LPDDR DRAMチップがSoCに直付けされている。


    CPUコアは、Aシリーズの初期(A5ファミリーまで)はARMのCortex-Aシリーズを利用していたが、A6ファミリー以降は高性能な独自設計コアを用いている。A10ファミリーからは消費電力を抑えた高効率コアを組み合わせている。A10ファミリーでは処理に応じて高性能コアと高効率コアのどちらかを稼働させていたが、A11からは全コアを同時並行で動かすことができるようになった。


    GPUコアは、A10ファミリーまでPowerVRシリーズを利用していたが、A11およびS5からApple独自設計に切り替えた。A17 ProおよびM3シリーズでハードウェアレイトレーシング機能を搭載した。


    A7からは、システムから独立したOSで動くセキュリティプロセッサSecure Enclaveを内蔵し、ここでTouch IDの指紋データやFace IDの顔認証データを処理している。Secure Enclaveから統合メモリにアクセスすることは可能だが、システムからSecure Enclaveのメモリ空間にアクセスすることはできない。


    一覧編集

    Mシリーズ

    Appleシリコンで最大の構成を持つシリーズで、SoCとしては破格の高性能を誇る。


    2020年に登場したM1は、競合のあらゆるモバイル向けCPUを突き放す高性能であった。M1 ProではH.264/AVCやH.265/HEVC、ProResなどの処理を担うメディアエンジンを追加。M2ファミリーではニューラルコア・GPU・高効率コアの性能をそれぞれ引き上げ、M2 UltraはAppleシリコンでは唯一、PCI Express拡張スロットをサポートしている(ただし、ビデオカードの利用は不可)。


    M3ファミリーのGPUコアは、ハードウェアレイトレーシングとハードウェアメッシュシェーダーを搭載し、統合メモリの割り当てを効率化するDynamic Cachingをサポート。メディアエンジンは新たにAV1デコーダーを搭載した。


    M4は、Macに先駆けてiPadに搭載された（2層の有機ELパネルを重ねる「タンデムOLED」をサポートするため）。ニューラルエンジンはコア数は変わらないものの、推論性能がM3の18TOPSから38TOPSに大きく上がった。なお、この世代のMacからAIプラットフォーム「Apple Intelligence」の標準搭載をにらみ最小搭載メモリが16GBとなったほか、M4 Pro、M4 Maxでは機械学習用途を想定したためかGPUコア数とメモリ帯域に重点を置いた構成になった。Appleシリコンはその統合メモリ構造によりGPU直結の高速大容量メモリが得られる（他社PCではGPU直結のVRAMは大容量になるほど極端に高価になり、メインメモリは安いが遅すぎる）ことから「MacはAI学習用途ではコスパが良い」と評価されているという。


    名称採用機種構成メモリ
    M1MacBook Air (2020), Mac mini (2020), MacBook Pro (13インチ2020), iMac (24インチ2021), iPad Pro11インチ(第3世代), iPad Pro12.9インチ(第5世代),iPad Air (第5世代)高性能コアFirestorm x4, 高効率コアIcestorm x4, 16コアニューラルエンジン, 7または8コアGPULPDDR4X(68.25GB/s)
    M1 ProMacBook Pro (14インチ, 2021), MacBook Pro (16インチ, 2021)高性能コアFirestorm x6またはx8, 高効率コアIcestorm x2, 16コアニューラルエンジン, 14または16コアGPU, メディアエンジンLPDDR5(200GB/s)
    M1 MaxMacBook Pro (14インチ2021), MacBook Pro (16インチ2021), Mac Studio高性能コアFirestorm x8, 高効率コアIcestorm x2, 16コアニューラルエンジン, 24または32コアGPU, メディアエンジンx2LPDDR5(400GB/s)
    M1 UltraMac Studio(2022)高性能コアFirestorm x16, 高効率コアIcestorm x4,32コアニューラルエンジン, 48または64コアGPU, メディアエンジンx4LPDDR5(800GB/s)
    M2MacBook Air (13インチ2022), MacBook Air (15インチ2023), MacBook Pro (2022), Mac mini (2023), 11インチiPad Pro (第4世代), 12.9インチiPad Pro (第6世代),iPad Air (11インチM2), iPad Air (13インチM2), Apple Vision Pro高性能コアAvalanche x4, 高効率コアBlizzard x4,16コアニューラルエンジン, 8または10コアGPU,メディアエンジンLPDDR5(100GB/s)
    M2 ProMac mini (2023), MacBook Pro (14インチ2023), MacBook Pro (16インチ 2023)高性能コアAvalanche x6またはx8, 高効率コアBlizzard x4, 16コアニューラルエンジン, 16または19コアGPU, メディアエンジンLPDDR5(200GB/s)
    M2 MaxMacBook Pro (14インチ2023), MacBook Pro (16インチ2023)高性能コアAvalanche x8, 高効率コアBlizzard x4, 16コアニューラルエンジン, 30または19コアGPU, メディアエンジンx2LPDDR5(400GB/s)
    M2 UltraMac Studio (2023), Mac Pro (2023), Mac Pro (ラック型2023)高性能コアAvalanche x16, 高効率コアBlizzard x8, 32コアニューラルエンジン, 60または76コアGPU, メディアエンジンx4LPDDR5(800GB/s)
    M3MacBook Pro (14インチ,Nov2023), iMac (2023), MacBook Air (13インチ,2024), MacBook Air (15インチ,2024)高性能コアx4, 高効率コアx4, 16コアニューラルエンジン, 8または10コアGPU,メディアエンジンLPDDR5(100GB/s)
    M3 ProMacBook Pro (14インチNov2023), MacBook Pro (16インチNov2023)高性能コアx5またはx6, 高効率コアx6, 16コアニューラルエンジン, 14または18コアGPU, メディアエンジンLPDDR5(150GB/s)
    M3 MaxMacBook Pro (14インチ,Nov2023), MacBook Pro (16インチ,Nov2023)高性能コアx10またはx12, 高効率コアx4, 16コアニューラルエンジン, 9コアGPU, メディアエンジンx2LPDDR5(300GB/s)
    M4iPad Pro (13インチ, M4), iPad Pro(11インチ, M4), iMac (2024),Mac mini (M4), MacBook Pro (14インチ, M4)高性能コアx3またはx4, 高効率コアx6, 16コアニューラルエンジン, 10コアGPU, メディアエンジンx1LPDDR5X(120GB/s)
    M4 ProMacBook Pro (14インチ, M4 Pro), MacBook Pro (16インチ, M4 Pro), Mac mini (M4 Pro)高性能コアx10, 高効率コアx4, 16コアニューラルエンジン, 20コアGPU, メディアエンジンx1LPDDR5X(273GB/s)
    M4 MaxMacBook Pro (14インチ, M4 Max), MacBook Pro (16インチ, M4 Max)高性能コアx12, 高効率コアx4, 16コアニューラルエンジン, 40コアGPU, メディアエンジンx2LPDDR5X(546GB/s)

    Aシリーズ

    Appleシリコンの基本とも言えるSoCであり、CPUやGPUの新コアはこのファミリーから搭載される。A7以降は64ビットプロセッサーである。A12ファミリーからはニューラルエンジンを組み込んだ。ハードウェアレイトレーシングはA17 Pro以降で対応。同世代からは搭載メモリが8GBとなり、Apple Intelligenceに対応している。


    名称採用機種構成メモリ
    A4iPhone 4, iPad(第1世代), Apple TV(第2世代), iPod touch(第4世代)ARM Cortex-A8(1コア), PowerVR GPU(1コア)LPDDR
    A5iPhone 4S, iPad 2, Apple TV(第3世代), iPod touch(第5世代), iPad mini(第1世代)2コアARM Cortex-A9, PowerVR GPU(2コア)LPDDR2
    A5X iPad (第3世代)2コアARM Cortex-A9, PowerVR GPU(4コア)LPDDR2
    A6iPhone 5/5c2コアCPU"Swift", PowerVR GPU(3コア)LPDDR2
    A6XiPad(第4世代)2コアCPU"Swift", PowerVR GPU(4コア)LPDDR2
    A7iPhone 5s, iPad mini(第2世代), iPad mini 3,iPad Air(第1世代)2コアCPU "Cyclone", PowerVR GPU(4コア)LPDDR3
    A8iPhone 6/6 Plus, iPad mini 4,iPod touch(第6世代), Apple TV(第4世代), HomePod(第1世代)2コアCPU "Typhoon", PowerVR GPU(4コア)LPDDR3
    A8XiPad Air 23コアCPU "Typhoon", PowerVR GPU(8コア)LPDDR3
    A9iPhone 6s/6s Plus, iPhone SE(第1世代), iPad(第5世代)2コアCPU "Twister", PowerVR GPU(6コア)LPDDR4
    A9X12.9インチiPad Pro (第1世代), 9.7インチiPad Pro2コアCPU"Twister", PowerVR GPU(12コア)LPDDR3
    A10iPhone 7/7 Plus, iPad (第6世代/第7世代), iPod touch(第7世代)高性能コアHurricane x2, 高効率コアZephyr x2, PowerVR GPU(6コア)LPDDR4
    A10X12.9インチiPad Pro (第2世代), 10.5インチiPad Pro, Apple TV 4K高性能コアHurricane x3, 高効率コアZephyr x3, PowerVR GPU(12コア)LPDDR4
    A11iPhone 8, /8 Plus, iPhone X高性能コアMonsoon x2, 高効率コアMistral x4,3コアGPULPDDR4X
    A12iPhone XR, iPhone XS/XS Max, iPad Air (第3世代),iPad mini (第5世代),iPad (第8世代),Apple TV 4K (第2世代)高性能コアVortex x2, 高効率コアTempest x4, 8コアニューラルエンジン, 4コアGPULPDDR4X
    A12X12.9インチiPad Pro (第3世代), 11インチiPad Pro (第1世代)高性能コアVortex x4, 高効率コアTempest x4,8コアニューラルエンジン, 7コアGPULPDDR4X
    A12Z12.9インチiPad Pro (第4世代), 11インチiPad Pro (第2世代)高性能コアVortex x4, 高効率コアTempest x4, 8コアニューラルエンジン, 8コアGPULPDDR4X
    A13iPhone 11/11 Pro/11 Pro Max, iPhone SE (第2世代), iPad (第9世代),Apple Studio Display高性能コアLightning x2, 高効率コアThunder x4, 8コアニューラルエンジン、4コアGPULPDDR4X
    A14iPad Air (第4世代), iPhone 12/12 mini, iPhone 12 Pro/Pro Max, iPad (第10世代)高性能コアFirestorm x2, 高効率コアIcestorm x4, 16コアニューラルエンジン, 4コアGPU LPDDR4X
    A15iPhone 13/13 mini/13 Pro/13 Pro Max, iPad mini (第6世代), iPhone SE (第3世代), iPhone 14/14 Plus, Apple TV 4K (第3世代) 高性能コアAvalanche x2, 高効率コアBlizzard x4,16コアニューラルエンジン, 4または5コアGPULPDDR4X
    A16iPhone14 Pro/14 Pro Max高性能コアEverest x2, 高効率コアSawtooth x4, 16コアニューラルエンジン, 5コアGPULPDDR5
    A17 ProiPhone 15 Pro/15 Pro Max, iPad mini(A17 Pro)高性能コア x2, 高効率コア x4, 16コアニューラルエンジン, 5コアまたは6コアGPULPDDR5
    A18iPhone 16/16 Plus高性能コア x2, 高効率コア x4, 16コアニューラルエンジン, 5コアGPULPDDR5X
    A18 ProiPhone 16 Pro/16 Pro Max高性能コア x2, 高効率コア x4, 16コアニューラルエンジン, 6コアGPULPDDR5X

    Sシリーズ

    Appleシリコンのメインチップとしては最小の構成のシリーズで、基本的にCPUは高効率コア2個、GPUは1コアの構成を持つ。


    名称採用機種構成
    S1Apple Watch Series 1デュアルコアプロセッサ、Power VR GPU
    S2Apple Watch Series 2デュアルコアプロセッサ(S1より50％高速)、Power VR GPU
    S3Apple Watch Series 3デュアルコアプロセッサ(S2より70％高速)、Power VR GPU
    S4Apple Watch Series 4高効率コアTempest x2,ニューラルエンジン、Power VR GPU
    S5Apple Watch Series 5, Apple Watch SE, HomePod miniS4と同様
    S6Apple Watch Series 6高効率コアThunder x2,ニューラルエンジン、GPU
    S7 Apple Watch Series 7,HomePod(第2世代)S6と同様
    S9Apple Watch Series 9, Apple Watch Ultra 2高効率コアSawtoothx2、GPU、ニューラルエンジンx4, Secure Enclave

    関連タグ編集

    SoC CPU GPU ARM Apple_Inc.

    Macintosh iMac Macmini MacBook MacBookAir MacBookPro

    iPad iPhone アップルウォッチ

    Snapdragon...ライバルのSoC。

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