شرکت Apple به تازگی از لپ تاپ های Macbook Air مجهز به جدیدترین تراشه پردازشگر M3 رونمایی کرد.مک بوک های جدید همانند سری قبل با تراشه های M2 شامل دو سایز 13.6 و 15.3 هستند.مشخصا وجه تمایز مک بوک های جدید،تراشه پردازشگر M3 آنهاست که با مدرن ترین، سریعترین و بهینه ترین فرایند ساخت 3 نانومتری (ترانزیستور) حال حاضر،N3B از شرکت TSMC طراحی گردیده است.اپل صرفا جهت تولید تراشه های M3 با فرایند ساخت N3B ،هزینه هنگفت 1 میلیارد دلار به کمپانی TSMC پرداخت کرده است تا ضمن فراهم کردن بهترین عملکرد و بهره وری در تراشه های خود برای مشتریان،همانند چند سال گذشته،بزرگترین مشتری کمپانی TSMC باشد.از سوی دیگر دستیابی شرکتهایی مانند Qualcomm و Mediatek به فرایند 3nm(nanometres) N3B، حداقل برای یک سال فراهم نخواهد گردید.هر چند این دو شرکت درخواست تولید تراشه های  Snapdragon 8 Gen 4 و Dimensity 9400 خود را با فرایند N3E که نسل دوم ویفرهای 3nm است به کمپانی TSMC داده اند.به این دو شرکت،شرکتهای AMD ، INTELو NVIDIA را هم اضافه کنید.گفته شده است که در سال 2024 و 2025 کمپانی TSMC با حجم عظیمی از درخواستها از سوی شرکتهای تولید کننده تراشه پردازشگر مواجه شده است و تولید ویفر های 3nm را به 100 هزار واحد در هر ماه خواهد رساند.با توجه به فروش چشمگیر سخت افزارهای گرافیکی کمپانی NVIDIA در سال 2023 جهت استفاده در بخش HPC (High Performance Computing) که مهمترین آنها،  (Artificial Intelligence) AI است و تقاضای بسیار بالا برای این تراشه ها در سال 2024 و سالهای آتی  از این کمپانی،انتظار میرود که به زودی، NVIDIA به رقیبی جدی برای Apple به عنوان بزرگترین مشتری TSMC جایگزین گردد.هر چند که نسل جدید پردازنده های گرافیگی AI accelerator این شرکت با نام Blackwell که به تازگی معرفی گردیده است از فرایند ساخت TSMC 4nm 4NP به جای فرایند TSMC 3nm-class node استفاده خواهد کرد که نه تنها برای اولین مرتبه این اتفاق توسط NVIDIA جهت عدم استفاده از جدیدترین فرایند ساخت در تراشه های نسل جدید این شرکت اتفاق می افتد بلکه نشان میدهد NVIDIA ،متکی به قابلیتهای عملکردی/بهره وری و توان مصرفی TSMC 3nm نبوده و تماما روی عملکرد و بهره وری معماری نوین تراشه گرافیکی Blackwell تمرکز کرده است.

در اواخر سال گذشته،Apple لپ تاپ های 14 اینچ MacBook Pro را که نسخه هایی با استفاده از هر یک SOC (system-on-chip) های M3 را شامل میشود معرفی کرد.تراشه SOCـه خانواده لپ تاپ های MacBook Air به تازگی معرفی شده، همانند سلف خود مجهز به نسخه پایه تراشه M3 هستند که شامل 4 هسته پردازشی high-performance و 4 هسته پرداشی energy-efficient و هسته پردازش گرافیکی توکار که بسته به مدل انتخابی MacBook Air شامل 8 واحد یا 10 واحد پردازش گرافیکی است.جدیدترین قابلیتهای معماری تراشه پردازشگر گرافیکی شامل dynamic caching ،شتابدهنده سخت افزاری ray tracing و mesh shading است.همچنین M3 مجهز به موتور پردازش رسانه ای جدید در  شتابدهی سخت افزار رمز گشایی(decoding) کدک جدید AV1 به منظور Playback کردن ویدیوهای encode شده یا transcode شده با این کدک است.

برگرفته از وب سایت Anandtech

لپ تاپ های MacBook Air جدید همچنان به سیستم خنک کننده بدون فن در مدلهای 13.6 و 15 اینچ مجهز گردیده اند و در حالیکه مصرف کننده از سیستمی با عملکرد بدون صدا بهره خواهد برد و انتظار میرفت که تراشه M3 به لطف مصرف بهینه تر در عملکرد نسبت به توان مصرفی در مقایسه با تراشه M2، منجر به Throtle (مکانیزمی در جهت حفاظت از تراشه پردازشگر با افت قابل توجه در توان عملیاتی آن بواسطه کاهش سرعت فرکانس کاری پردازنده یا غیر فعال کردن بخشی از هسته های پردازشگر در زمان گذر کردن اتلاف حرارتی از آستانه بحران) نگردد.اما همچنان fan-less بودن M3 در MacBook Air هزینه هنگفتی برای مصرف کننده خواهد داشت:Throttling و از دست دادن بخش بسیار قابل توجهی از توان عملیاتی تراشه M3.

یک کانال YouTube به نام Max Tech با تست روی لپ تاپ MacBook Air نسخه 15 اینچ M3 و مقایسه آن با Macbook Pro نسخه 14 اینچ M3 که از یک سیستم تهویه با یک فن در کنار هیت سینک بهره میبرد، با انجام تستِ افزار سنج 3DMark’s Wild Life Extreme درحالت stress test یا حالت sustained workload که تست سنگین عملکرد در مدتی طولانی روی تراشه پردازشگر میباشد،به نتیجه ای قابل تامل دست یافت: رسیدن درجه حرارت پردازنده مرکزی M3 به عدد 114 درجه سانتیگراد و تراشه گراقیکی به عدد 102.9 درجه و متعاقب آن افت عملکردی 33 درصدی M3 در MacBook Air نسبت به نسخه Pro در جهت ممانعت تراشه SOC در رسیدن به درجه حرارتی بالاتر و جلوگیری از آسیب به آن.

مشکل دیگری که توسط کانال MAX Tech از عواقب این درجه حرارت بالا اعلام گردیده،با توجه به اینکه MacBook Air M3 تماما از جنس آلومینیوم میباشد قابلیت هدایت گرما را به بخشهای بیرونی لپ تاپ دارد.Max Tech نشان میدهد که درجه حرارت بدنه بیرونی لپ تاپ به مرز 45 تا 46 درجه سانتیگراد میرسد و در صورت نیاز کاربر به استفاده از نرم افزار یا نرم افزارهایی با سطح عملکردی این چنینی برای استفاده طولانی مدت در M3 MacBook Air، شرایط کاری کاربر MacBook Air M3 در این وضعیت از لپ تاپ جالب نخواهد بود.MacBook Air M2 نیز با توجه به یکسان بودن طراحی داخلی آن با نسخه M3 وضعیت مشابهی در تستهای stress test داشت و در قیاس با نسخه MacBook Pro حجم قابل توجهی از توان عملیاتی خود را از دست میدهد.نکته جالب قضیه اینجاست که کاربر Max Tech تنها با استفاده(modding) از یک  پد حرارتی 17 دلاری از آمازون در هیت سینک MacBook Air توانسته تا حد قابل توجهی این اتلاف حرارتی بسیار بالا را کاهش دهد.در واقع قبلا کاربر Max Tech همین Thermal Pad را برای کاهش دمای حرارتی تراشه M2 در لپ تاپ MacBook Air استفاده کرده بود و نتیجه،رسیدن به درجه 108 درجه سانتیگراد پس از 1 دقیقه و 28 ثانیه در Stress Test بود در حالیکه بدون استفاده از پد حرارتی،تنها پس از 28 ثانیه درجه حرارت تراشه M2 به نزدیک 110 درجه سانتیگراد میرسید.وضعیت در هنگام استفاده از این Thermal Pad در MacBook Air M3 به لطف بازدهی عملکردی فرایند ساخت TSMC N3B، حفظ عملکرد SOC بدون منجر شدن به Throttling در مدت زمان بسیار بالاتری نسبت به تراشه M2 در Macbook Air است.

متاسفانه موضوع افت عملکردی MacBook Air M3 به همینجا ختم نمیشود.

استفاده از لپ تاپ جهت اتصال به یک صفحه نمایش خارجی و استفاده از کیبورد و ماوس خارجی در حالتی که میخواهید درب لپ تاپ در حالت بسته باشد،به اصطلاح حالت MacBook Clamshell یا حالت تاشو مک بوک گفته میشود.حالتی که اساسا مک بوک را به یک سیستم PC رومیزی تبدیل میکنید.با توجه به پشتیبانی MacBook Air M3 از خروجی تصویر در دو صفحه نمایش خارجی در صورت بسته بودن درب لپ تاپ، تست افزار سنج stress test در حالتی که MacBook Air M3 به دو نمایشگر خارجی متصل گردیده و درب آن بسته باشد،هزینه هنگفتی برای یک power user خواهد داشت:افت 50 درصدی عملکرد M3 بواسطه.تست stress test، مجدد توسط کانال Max Tech در YouTube  و افزار سنج 3DMark Wild Life Extreme انجام گردید.در تست اولیه MacBook Air M3 امتیاز بالای 8,083 را بدست می آورد اما به تدریج به دلیل استفاده از سیستم تهویه Passive Cooling و اتلاف حرارتی بسیار بالا شروع به Throttling کرده و امتیاز به 5,916 سقوط میکند.

      نتیجه stress test در وضعیتی که درب MacBook Air M3 باز است

نتیجه stress test در وضعیت بسته بودن درب MacBook Air M3

احتمالا در حالتی که درب لپ تاپ باز است امکان انتقال حرارت از بین کلیدهای کیبورد لپ تاپ یا دیگر منافذ آن وجود دارد و کمک به تهویه بهتر آن میکند اما در حالت MacBook Clamshell مسیر جریان هوا کاملا مسدود میگردد.

اپل در MacBook Air M3 دو برتری قابل توجه را نسبت به نسخه M2 اعمال کرده است:1. استفاده از دو تراشه NAND Flash در نسخه بِیس لپ تاپ با 256 گیگ فضای ذخیره سازی که منجر به افزایش قابل توجه نرخ انتقال داده در حافظه SSD آن میگردد.2.امکان جابجایی آسان تر باطری لپ تاپ به لطف عدم استفاده از متریال چسبنده در قرارگیری سلولهای باطری در محفظه.اما بهتر بود مورد سومی هم اپل در نظر میگرفت:استفاده از سیستم تهویه Active Cooling یا فن در MacBook Air یا بهره وری از یک سیستم Fan-less کارآمد تر مانند سیستم تهویه بسیار موثر و پرطرفدار محفظه بخار یا Vapor Chamber.

منابع: Wccftech , Anandtech