Apple'i ökosüsteemist rääkides keskendume tavaliselt elegantsele disainile või kiipide võimsusele, kuid on olemas nähtamatu mootor, mis paneb kõik sujuvalt tööle: Metal . Põhimõtteliselt on see madala taseme programmeerimisliides (API), mis võimaldab tarkvaral suhelda peaaegu otse GPU-ga, kõrvaldades ebavajalikud vahendajad, nii et graafika ja keerulised arvutused töötavad Apple'i seadmetes uskumatult kiiresti.
See pole lihtsalt tööriist mängude paremaks muutmiseks; see on selgroog, mis toetab kõike alates professionaalsest videotöötlusest kuni tehisintellekti uusimate uuendusteni. Kombineerides funktsioone, mis olid varem OpenGL-i ja OpenCL-i vahel jagatud, on Apple loonud keskkonna, kus riist- ja tarkvara töötavad täiuslikus harmoonias, optimeerides energiatarbimist ja maksimeerides iga saadaolevat töötlemisvõimsuse hertsi.
Metali areng: debüüdist kuni uusimate versioonideni
Kõik algas 2014. aasta juunis, kui Metal ilmus esmakordselt iOS 8-s. Sellest ajast alates on see pidevalt arenenud. Metal 2 tõi olulisi täiustusi Xcode'i kaudu silumisele ja avas ukse virtuaalreaalsusele macOS-is, optimeerides protsessori kasutust. Hiljem tuli Metal 3 , mis tutvustas piltide skaleerimiseks MetalFX raamistikku, mis võimaldab keerukaid stseene kiiremini renderdada, ohverdamata visuaalset kvaliteeti tänu suure jõudlusega antialiasingule.
Praegune tipptase viib meid Metal 4-ni , versioonini, mis keskendub Apple'i masinõppele ja närvirenderdamisele . See iteratsioon sisaldab tipptasemel tehnoloogiaid, nagu MetalFX kaadri interpoleerimine ja täiustatud mürasummutussüsteem kiirte jälgimiseks, mille tulemuseks on palju teravam pilt ja uskumatult sujuv mängukogemus.
Riistvara ühilduvus ja kuidas seda kontrollida
Mitte kõik seadmed ei toeta Metali uusimaid versioone. Näiteks Metal 4 on reserveeritud tipptasemel riistvarale nagu Apple Vision Pro ja uuemad iPadi mudelid (Pro 2021+, Air 2020+, mini 2021+ ja standard iPad 2022+), eeldusel, et neil on sobiv operatsioonisüsteem. Metal 3 on seevastu kättesaadavam, hõlmates MacBook Pro'd alates 2017. aastast, MacBook Airi alates 2018. aastast, Mac mini'd alates 2018. aastast ja iMac'i alates 2020. aastast, samuti Mac Studiot ja Mac Pro'd.
Vanemate arvutite puhul on olemas ühilduvus Metali ja Metal 2-ga , mis laieneb 2012. aasta MacBook Pro ja Airi mudelitele ning isegi mõnedele 2010. ja 2012. aasta Mac Prodele, kui neil on ühilduv graafikakaart. Kui te pole oma Maci osas kindel, on olemas lihtne nipp: hoidke all Option-klahvi, minge Apple'i menüüsse, avage Süsteemiteave ja otsige jaotist Graafika/ekraanid. Kui seal on kirjas „Metali ühilduvus”, näete täpset versiooni; kui seal on kirjas „Metali perekond”, tähendab see, et toetate versiooni 2 ja varasemaid versioone.
Tehnilised üksikasjad ja programmeerimiskeeled
Koodiga töötavatele inimestele on Metal objektorienteeritud API, mida saab hallata Swifti, Objective-C või C++17 abil. GPU täielikku juhtimist teostatakse Metal Shading Language'i (MSL) kaudu , mis on C++-põhine keel (algsetes versioonides C++14 ja Metal 4-s C++17), mis hõlbustab sujuvat integratsiooni graafika- ja arvutiprogrammide vahel. See on oluline, kuna see võimaldab käske eelnevalt kodeerida ja asünkroonselt GPU-le saata, säästes akut ja suurendades töötlemiskiirust.
Teine tugevus on Metal Performance Shaders , optimeeritud teek, mis säästab arendajaid iga GPU-perekonna jaoks eraldi koodi kirjutamisest. See tööriist võimaldab piltide filtreerimise algoritmide, täiustatud matemaatiliste tehte ja väga soovitud kiirte jälgimise tõhusat rakendamist.
Üleminek Apple Siliconile ja mängude tugi
Apple Siliconi kiipidele üleminekuga on Metal teinud märkimisväärse hüppe edasi. Need GPU-d kasutavad tile-based deferred renderdamise (TBDR) arhitektuuri , mis on palju tõhusam kui traditsioonilised arhitektuurid. Lisaks võimaldab Metal macOS-is valida, millist GPU-d kasutada: integreeritud GPU-d energia säästmiseks või eraldi GPU-d (või välist GPU-d Thunderbolti kaudu) renderdusjõudluse maksimeerimiseks.
Mängumaailmas on Metali tehnoloogiat kasutavate mängude nimekiri tohutu. Alates klassikutest nagu World of Warcraft ja StarCraft II kuni moodsate pärliteni nagu Baldur's Gate III ja Death Stranding . Apple on läinud veelgi kaugemale, luues Game Porting Toolkiti , mis tõlgib DirectX 12 (Windowsi) juhised Metali keelde, muutes selliste mängude nagu Cyberpunk 2077 ja Assassin's Creed Shadows Maci kasutajateni jõudmise lihtsamaks.
Tarkvarast kaugemale: Liquidmetali müsteerium
Kuigi tarkvara staar on Metal, on Apple katsetanud ka väga erilise füüsilise "metalliga": Liquidmetall . See on mittekristalne sulam, mis on kerge, korrosioonikindel ja ei deformeeru kergesti. Aastaid oli selle ainus nähtav kasutusala väike SIM-kaardi väljutusvahend, mis pani paljud uskuma, et Apple on litsentsist loobunud.
Lekked näitavad aga, et see materjal on peatselt ilmuva iPhone Ultra (brändi esimene kokkupandav telefon) põhikomponent . Kuna Liquidmetal talub väsimuseta tuhandeid avamis- ja sulgemistsükleid, eeldatakse, et seda kasutatakse seadme hingedes koos titaaniga, et saavutada õhuke profiil ja erakordne mehaaniline tugevus.
Apple'i võime hallata nii riistvarale juurdepääsu oma Metal API kaudu kui ka materjaliteadust Liquidmetali abil näitab täieliku kontrolli strateegiat. Alates Vision Pro raamide optimeerimisest kuni kokkupandava hinge vastupidavuseni püüab ettevõte tagada, et iga komponent, olgu see siis kood või toormaterjal, oleks kohandatud toodete jõudluse ja eluea maksimeerimiseks.
