「Apple M1」ざっくり評価【性能比較】

2020年後半発売のMacBookに初搭載されたApple独自開発の新SoC（CPU）Appleシリコンの「Apple M1」のざっくり評価です。現在の一般的なノートPC向けCPUとは異なる「ARM」アーキテクチャ採用ということもあり、現状の他PCと一律の基準で性能や実用性の評価を測るのが難しいですが、とりあえず要点だけざっくりと見ていきたいと思います。

Apple M1って？

Apple M1は、Mac向けとしては初となるApple製のSoC（System-On-Chip）です。記事執筆時点では、2020年後半モデルのMacBook Air、MacBook Pro 13、Mac miniに搭載されています。Apple Mシリーズとして今後もMacBook等で続いていくものと思われ、Apple M1はその初代となる訳ですね。

従来CPUと大きく異なる点

詳しい仕様や性能は後で見ていきますが、「Apple M1」は従来のMacBookで採用されていたIntel製CPUと根本的に異なる点が少しあるので、そこだけ先に触れておきたいと思います。

ARMアーキテクチャのSoC

「Apple M1」はARMという命令セットアーキテクチャ採用のSoC（CPU）です。このARMというアーキテクチャは、現在はスマートフォン用のSoCとして主に利用されており、省電力性に優れることが特徴です。一般的なWindowsや従来のMac OSはx64というものとなっているため、それとは異なることになります。

更新の早い主要ソフトはApple M1（ARM）に既に対応しているものも多いですが、更新がやや遅かったり、単純に古いソフトなどはまだApple M1（ARM）に対応していないものも現状では多くあります。そのような、正式に対応していないソフト(x86対応)を使用するにはRosetta 2という変換技術を介することになります。ただし、その際には本来よりも多くのパフォーマンスが要求される（要するにパフォーマンスが低下する）他、不具合などが起きる可能性も本来より高い傾向があるため注意が必要です。

メインメモリまでも統合されたSoC

Apple M1はSoCにRAM（メインメモリ）までもが統合されています。従来のノートPC用のCPUでは、メインメモリは別に搭載することが基本でした。

Appleは、メモリも統合することにより各プロセッサとのアクセス速度が従来よりも高速化されるためパフォーマンスが向上すると主張しています。

仕様

CPUのコア数は8で、4つが電力効率に優れたコア、4つが処理性能に優れたコアとなっています。このように、コア特性を電力効率に優れたコアと処理能力に優れたコアの２つに分けるのは、現在の主流のスマホやタブレット用CPUでよく見られる仕様です。Apple M1はノートPCに採用されるSoCながら、CPUのコア構成はスマホ用SoCに近い仕様となっています。

また、統合されたRAMのおかげで、従来のCPU（SoC）よりもRAMに高速にアクセスできるとされているため、CPUだけでなく統合GPUの性能も高まるとされています。

GPUのコア数は8です。Appleは、発表時点では他のどのiGPU（CPUの内蔵GPU）よりも高速と主張しています。注意点として、MacBook Airの安価モデルでは7コアとなっていることがあります（コア自体は8コア搭載しているが、最大7つまでしか稼働しない）。

CPU性能（ネイティブ）

CPU性能を測る主要なベンチマークスコアを見ていきたいと思います。「Apple M1」はARMアーキテクチャのCPUのため、従来のCPU（x64）と基本的に動作環境が異なりますが、それぞれネイティブ環境で動作した際のCPU性能を見ていきたいと思います。2020年12月時点ではまだ全ての従来のMac OS対応ソフトがARMには正式に対応している訳ではないですが、これからMacBookはARMアーキテクチャのAppleシリコンに移行していくものと思われますから、対応ソフトはどんどん増えてくると思います。また、ARMアーキテクチャとなったので、iOS向けのアプリに関してはネイティブ環境で動作することが出来ます。

ファンレスの「MacBook Air」と冷却ファンのある「MacBook Pro」および「Mac mini」では処理性能にも差が出ると思われるので、スコアも分けようかと思ったのですが、少なくとも継続して高負荷で稼働させ続けない限りは、最大性能差はあまり無いみようで、ベンチマークスコアの差もほとんど無かったので、特に分けずに平均値を載せています。

シングルスレッド性能

シングルスレッド性能は、1コアでの処理性能を表します。シングルスレッド性能が高いと、軽い処理に掛かる時間が短くなる（サクサク動く）他、全コア稼働時にも当然影響がありますので、ほぼ全ての処理に対して有利に働きます。

今回は、Cinebench R23というベンチマークソフトで測定された数値で見ていきます。Apple M1にも正式に対応しているベンチマークテストです。

ネイティブ環境なら、現状トップクラスのシングルスレッド性能

ネイティブ環境でのシングルスレッド性能は、「Core i7-1165G7」を約16%も上回るほど高性能です。「Core i7-1165G7」は、現状のWindowsノートPC向けのCPUとしてはトップクラスのシングルスレッド性能を持ちますが、そのスコアを約16%も上回るというのは驚異的です。「Ryzen 7 4700U」には約24%と、更に大きい差をつけています。非常にレスポンスが良く、サクサクとした動作が期待できるはずです。

Apple M1のコアあたりの性能は、発表時点で現状の他のどのCPUよりも優れていると主張していましたが、それは過言ではない性能を見せ付けています。

マルチスレッド性能

マルチスレッド性能は、CPUの全コア稼働時の処理性能を表します。マルチスレッド性能が高いと、動画のソフトウェアエンコード（CPUエンコード）やレンダリングなど、膨大な量の処理に掛かる時間が短くなる他、複数タスクでのパフォーマンスが向上するなどのメリットがあります。

今回は、Cinebench R23というベンチマークソフトで測定された数値で見ていきます。Apple M1にも正式に対応しているベンチマークテストです。

ネイティブ環境では、Ryzen 7 4700Uに近いマルチスレッド性能

ネイティブ環境でのマルチスレッド性能は、同じ8コア8スレッドの「Ryzen 7 4700U」に近いパフォーマンスでした。非常に高いパフォーマンスです。ただ、シングルスレッド性能では約24%もの差を付けていた割には、低いスコアという印象もあります。全コア稼働となると、省電力性重視の電力効率コアがやや足枷となってしまっているのかもしれません。

素晴らしいマルチスレッド性能を持つのは確かですが、5nmプロセスというAMDの7nmやIntelの10nmと比べて最も優位な土台を持っている割には、やや物足りないとも言える性能となりました。省電力性能の高さがあるので、そこは評価すべきですが、「最大性能の高さ」という点においてはRyzenの方が若干有利という印象です。

Ryzen 4000シリーズでも「Ryzen 7 4800U」という更に上位のモデルがあり（採用PCがほとんどないけど）、それには大幅に負ける事になりますし、次世代のZen3アーキテクチャ搭載のRyzenも登場が近いとされている点もあります。

「Core i7-1165G7」はかなり沈んでしまっていますが、4コアなので仕方がありません。ただ、スレッド数は8で同じなので、軽い処理メインなら使用感はほぼ変わらないと思います。

CPU性能（エミュレーション）

次に、ARMに対応していない従来のインテルCPU用アプリ（x64）をRosetta 2を介して使用する際のCPUパフォーマンスを見ていきます。主要アプリはARMにも正式対応するアプリはどんどん増えてくるとは思われるものの、現状ではRosetta 2を利用してソフトを使用することも多いと思います。

Rosetta 2を介する必要があるため、本来より多くのパフォーマンスが要求されます（要するにパフォーマンスが若干低下する）。また、アプリ側からは想定されていない起動方法となるため、当然最適化は行われず、トラブル等も従来より発生確率が高くなっていることが予想されます。

シングルスレッド性能

シングルスレッド性能は、1コアでの処理性能を表します。シングルスレッド性能が高いと、軽い処理に掛かる時間が短くなる（サクサク動く）他、全コア稼働時にも当然影響がありますので、ほぼ全ての処理に対して有利に働きます。

今回は、Cinebench R15というベンチマークソフトで測定された数値で見ていきます。Apple M1（ARM）には正式に対応していないので、Rosetta2を介したエミュレーションでの計測となります。

エミュレーションでも他の最新CPUにも劣らない高性能さ

「Core i7-1165G7」と比較すると約5%遅れるものの、エミュレーション上でもApple M1のシングルスレッド性能は高いです。上述のネイティブ環境でのシングルスレッド性能では約16%も上回っていたので、やはりエミュレーションによるパフォーマンスの大幅な低下は見られますが、それでも他の最新CPUにも引けを取りません。元の性能が非常に高いことがわかります。

マルチスレッド性能

マルチスレッド性能は、CPUの全コア稼働時の処理性能を表します。マルチスレッド性能が高いと、動画のソフトウェアエンコード（CPUエンコード）やレンダリングなど、膨大な量の処理に掛かる時間が短くなる他、複数タスクでのパフォーマンスが向上するなどのメリットがあります。

今回は、Cinebench R15というベンチマークソフトで測定された数値で見ていきます。Apple M1（ARM）には正式に対応していないので、Rosetta2を介したエミュレーションでの計測となります。

マルチスレッド性能はエミュレーション上でも大きな影響を受けず

Rosetta 2でのエミュレーションでのマルチスレッド性能は「Ryzen 7 4700U」に約6.8%遅れる程度でした。やはり上述のネイティブ環境での3.2%差よりもパフォーマンスの低下は見られるものの、その差は意外と小さかったです。エミュレーションだとシングルスレッド性能では大きな低下が見られましたが、マルチスレッド性能は思ったほど低下しなかったという印象です。

内蔵GPU性能

内蔵GPUの性能を見ていきます。Apple M1は8コアのGPUを搭載していますが、MacBook Airの下位モデルでは最大7コアでの動作となるためパフォーマンスが少し低下する点には注意です。しかし、7コア動作であっても、iPadや従来のMacBook（Intelの内蔵GPU）の性能は遥かに上回るほど高性能です。また、ARMになったおかげで、従来はネイティブ起動は出来なかったiOS対応アプリなどをネイティブ環境で実行することができ、非常に高速です。

ただしMacは、現在の主要PCゲームで一般的なAPI「DirectX」にネイティブでは対応していないこともあり、PCゲームに関しては活かせる場面は現状少ない点は注意です。Macが元々ゲーマー向けのデバイスではないですし、現状Macを所持している方はPCゲームへの期待もしていないとは思いますが、初Macとして購入を検討している方でPCゲームもやりたいと思っている方は注意が必要です。一部対応しているPCゲームもありはしますが、基本的にWindows版を単に移植しただけのような形に過ぎないため、最適化は行われていない上、Windows版よりも多くのパフォーマンスが要求されてしまいます。

GFX Bench

GFX Benchは、OpenGL系APIを用いたグラフィックベンチマークテストです。Macでは「Metal」で動作します。

IntelとAMDの内蔵GPUを凌駕

2020年12月時点ではWindows向けのCPUとしては最高性能の内蔵GPUであると思われるXe Graphics G7をも大きく上回る性能です。現時点では内蔵GPUとしては圧倒的トップの性能で、ミドルレンジ下位の外部グラフィックスに匹敵するレベルとなっています。外部グラフィックスを搭載すると消費電力や重量の増加を避けませんが、それらのデメリットのない内蔵GPUでこれだけの性能を持っているのは非常に魅力的です。

7コア版は、8コア版よりも約7.4%遅れる形になっています。コア数の差は13.5%なので、思ったほどパフォーマンス差は出ていない様にも見えます。7コア版のAirはファンレス仕様のため、継続使用により性能が低下する可能性はあるものの、CPU性能でもAirとその他の機種で性能差はわずかだったので、高負荷かつ長時間で頻繁に稼働する訳でなければ、Airでも問題なさそうだなという印象でした。

電力関連

消費電力

ざっくりとしたCPUの消費電力を見ていきます。「Cinebench R15（前述のベンチマークソフト）」を実行した際の総消費電力を見ていきます。Apple M1はRosetta 2を介したエミュレーション動作になります。全コア稼働時の消費電力です。数値が低いほど良いです。また、下記のスコアはMacBook Airのものとなりますので、ProやMac miniだとやや消費電力が上昇する可能性があるため注意してください。

非常に省電力

Apple M1の省電力性能は非常に優れています。アイドル時こそほとんど差はないものの、高負荷時の消費電力が明らかに少ないです。5nmプロセスによる恩恵でしょうか。現状の主要な他の通常のTDPが15WのCPUより明らかに消費電力は少ないです。

上記の数値はMacBook Airのものであるため、MacBook Pro等だとやや増える可能性もあるものの、Air版でも処理性能はPro等と比べても大きな性能差はない訳なので、ワットパフォーマンスではAir版でも勝ります。

まとめ

Apple M1の要点ざっくりまとめです。

総評

Apple M1は、非常に省電力ながら高い処理性能を誇る優秀なSoCです。5nmプロセスとRAM統合によるおかげか、現状のIntelやAMDのCPUよりも明らかに優れています。

内蔵GPUの性能も非常に優れており、処理性能は内蔵GPUでは突出しています。動画・画像編集、Metalによる描画処理などでは内蔵GPUとは思えないほどのパフォーマンスを発揮するはずです。しかし残念ながら、MacはPCゲームに関しては相性問題で活かすことは厳しい点は注意です。現在のPCゲームの多くはWindows向けに作られているためです（DirectXにネイティブ対応していないため）。

従来のx64と違うARMアーキテクチャということで、ソフトの相性や最適化不足の問題は多少あるため、いきなりゴリゴリのメイン機として扱うには現状はまだ不安は残るものの、これからソフトの正式対応や最適化もどんどん進んでいくと思います。新CPUで相性問題は避けられない問題ですし、処理性能や省電力性に関しては本当に素晴らしいため、新CPUとしてはかなり良い出来だと思います。