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M1X, M2, A15: Das bringt Apples nächste Chip-Generation

29.04.2021 | 14:50 Uhr |

Leistungsfähigere Macs mit Apple-Silicon sind auf dem Weg, aber wie schnell werden sie sein? Ein Ausblick auf die kommenden SoCs für Mac, iPhone und iPad.

Apple steckt mitten in einer zweijährigen Umstellung weg von Intel-CPUs und AMD-GPUs hin zum eigenen Apple Silicon. Die Einsteiger-Macs laufen bereits mit dem M1, dem Apple-Silicon-Chip der ersten Generation, der im Macbook Air, 13-Zoll-Macbook-Pro, Mac Mini und jetzt im 24-Zoll-iMac M1 steckt. In diesen ist der M1 bestens geeignet, es handelt sich im Grunde genommen um einen aufgemotzten A14. So wie der A12X nur ein A12 mit doppelt so leistungsstarken CPU-Kernen, GPU-Kernen und Speicherbusbreite war, so vergleicht sich der M1 mit dem A14. Deshalb hat Apple ihn auch im neuen iPad Pro verbaut – und nennt ihn eben nicht A14X.

Das ist genug Leistung für die Macs am unteren Ende der Palette, aber die größeren Macbooks Pro und iMacs brauchen wirklich etwas Schnelleres, wenn sie die leistungsstarken Intel-CPUs und AMD-GPUs in aktuellen Produkten ersetzen sollen. Und der Mac Pro, nun ja, der hat ganz andere Anforderungen und wird wahrscheinlich das letzte Produkt sein, das den Übergang zu Apple Silicon schafft. Mit den Gerüchten, dass der M2 (oder heißt er vielleicht M1X?) in die Produktion geht, lohnt es sich also, unsere Erwartungen festzulegen. Was wird der nächste Apple-Silicon-Chip sein? Und wie hängt das mit dem A15 zusammen, der auf den A14 folgen wird?

M1X oder M2?

Drüben bei CPU-Monkey haben wir "durchgesickerte" Specs und Benchmarks für etwas namens M1X gesehen. Diese Informationen sollte man mit Vorsicht genießen, da sich unveröffentlichte Produktdaten auf dieser Seite oft als falsch herausstellen. Dennoch sehen sie wie ein sehr vernünftiger Satz von Spezifikationen für den nächsten Schritt des Apple Silicon aus.

Ob Apple den Chip nun M1X oder M2 nennt, ist fast schon akademisch. M2 würde mehr Sinn ergeben, wenn der Chip auf den architektonischen Verbesserungen des A15-Prozessors basieren würde, der diesen Herbst in iPhones und iPads zum Einsatz kommt, während M1X sinnvoller wäre, wenn es sich um einen aufgemotzten M1 handelte. Ehrlich gesagt scheint es schwer zu glauben, dass ein Chip der M-Serie, der auf der A15-Architektur basiert, bereits produktionsreif ist, daher ist meine Vermutung, dass jeder neue Apple-Silicon-Chip, der 2021 ausgeliefert wird, auf dem A14 und M1 basieren wird.

Der A15 wird wahrscheinlich die Single-Core-Leistung gegenüber dem A14 und M1 steigern, aber wir erwarten, dass Apple bei seinem nächsten Apple-Silicon-Chip mehr Kerne als schnellere Kerne anstrebt.
Vergrößern Der A15 wird wahrscheinlich die Single-Core-Leistung gegenüber dem A14 und M1 steigern, aber wir erwarten, dass Apple bei seinem nächsten Apple-Silicon-Chip mehr Kerne als schnellere Kerne anstrebt.

Es wird erwartet, dass der A15 auf einem etwas verbesserten 5-Nanometer-Prozess hergestellt wird und ein bisschen mehr CPU- und GPU-Leistung bietet, zusammen mit den erwarteten jährlichen Updates für die Bild-/Videoverarbeitung und die Neural Engine. Ich denke, dass Apple in diesem Jahr auch endlich auf LPDDR5-Speicher umsteigen wird, was eine viel größere Speicherbandbreite bedeutet. Diese Verbesserungen würden in einem M1X wegfallen, aber wir würden sie in einem M2 erwarten.

Tatsächlich könnte Apple den nächsten Chip M2 nennen, auch wenn er noch auf dem A14 und M1 basiert. Aber Namen sind Schall und Rauch: Der Chip, den ich in den höherwertigen Macs in diesem Jahr erwarte, egal wie er offiziell genannt wird, wird wahrscheinlich eine Erweiterung der A14- und M1-Linie sein.

Eine 12-Kern-CPU

Der A14 hat vier hocheffiziente CPU-Kerne (langsamer, aber stromsparend) und zwei Hochleistungskerne (blitzschnell, jedoch energiehungrig). Der M1 behielt die vier Effizienz-Kerne bei und verdoppelte die High-Performance-Kerne auf vier, für insgesamt acht CPU-Kerne. Bei der nächsten Evolution ergibt es Sinn, diese wieder auf acht High-Performance-Cores zu verdoppeln, also auf insgesamt 12 CPU-Cores.

Mit nur vier High-Performance-Cores holt der M1 fast zu einem 8-Core Core i9 auf, wobei ein einzelner Kern deutlich schneller ist. Stellen Sie sich acht leistungsstarke Kerne vor!
Vergrößern Mit nur vier High-Performance-Cores holt der M1 fast zu einem 8-Core Core i9 auf, wobei ein einzelner Kern deutlich schneller ist. Stellen Sie sich acht leistungsstarke Kerne vor!

Wenn es um High-End-Leistung und Benchmarks geht, erledigen diese Hochleistungskerne sicherlich die meiste Arbeit. Die größeren 27-Zoll-iMacs und 16-Zoll-Macbooks Pro haben Intel-Prozessoren mit sechs oder acht Kernen (sogar zehn als Option im 27-Zoll-iMac). Im Vergleich der Kerne sind die Chips von Apple viel schneller als die von Intel, sodass die Aufstockung auf acht Hochleistungskerne Apple einige große Leistungsgewinne garantieren würde.

Eine 16-Kern-GPU

Mit dem M1 wurde die Anzahl der GPU-Kerne im A14 von vier auf acht verdoppelt, und wir glauben, dass der nächste Schritt nach oben im Apple Silicon die Anzahl nochmals verdoppeln wird. Eine 16-Kern-GPU (die Apple 256 Ausführungseinheiten gibt) wird sicherlich die Größe eines bereits riesigen System-on-a-Chip (SoC) explodieren lassen. Aber von allen Upgrades ist dies das notwendigste, um das zu ersetzen, was Apple bereits auf dem Markt hat. Die größeren Macbooks Pro und iMacs haben diskrete AMD-Radeon-Grafikprozessoren, jeder mit einem eigenen Pool an Hochgeschwindigkeitsspeicher.

Das 16-Zoll Macbook Pro bietet einen Radeon Pro 5500M oder 5600M mit 4 GB oder 8 GB dediziertem Grafikspeicher, sodass wir es mit etwa fünf Teraflops Grafikleistung zu tun haben. Der 27-Zoll-iMac kann mit einer Radeon Pro 5300 mit 4 GB RAM bis hin zu einer 5700XT mit 16 GB ausgestattet werden. Wir sehen eine Bandbreite von etwa acht Teraflops bis 12 Teraflops an Rechenleistung und, was vielleicht noch wichtiger ist, jede Menge dedizierten Hochgeschwindigkeits-GDDR6-Speicher.

Die M1 übertrumpft bereits Intels integrierte Grafik, hat aber noch einen weiten Weg vor sich, um mit der Radeon Pro 5500M mitzuhalten (ganz zu schweigen von den schnelleren GPUs des iMac).
Vergrößern Die M1 übertrumpft bereits Intels integrierte Grafik, hat aber noch einen weiten Weg vor sich, um mit der Radeon Pro 5500M mitzuhalten (ganz zu schweigen von den schnelleren GPUs des iMac).

Wir sind sehr beeindruckt von der relativen Leistung der GPU im M1 – wir finden, dass sie weit über ihrer 2,6-Teraflop-Gewichtsklasse liegt – aber sie braucht immer noch eine große Steigerung, wenn sie an den Radeon-Chips, die Apple heute in seinen Produkten ausliefert, vorbeikommen will. Eine Verdopplung der GPU-Kerne sollte genügen.

Doppelt so viel RAM

Das M1 kann entweder mit 8 GB oder 16 GB Arbeitsspeicher konfiguriert werden. Wir finden, dass die 8-GB-Version viel besser abschneidet als ein vergleichbarer Intel-basierter Mac, aber nichtsdestotrotz werden von höherwertigen Macs anspruchsvolle Aufgaben erwartet, die viel Speicher benötigen.

Das 16-Zoll-Macbook-Pro hat heute ab 16 GB RAM und ist bis zu 64 GB konfigurierbar. Der 27-Zoll-iMac beginnt bei 8 GB, kann aber auf bis zu 128 GB erweitert werden. Ich bezweifle, dass Apple versuchen wird, die Top-RAM-Spezifikationen dieser Rechner zu erreichen, aber sowohl die 16-GB- als auch die 32-GB-Versionen des nächsten Apple-Silicon-Chips sind im Grunde ein Selbstläufer.

Was mich mehr fasziniert, ist, wie Apple die Speicherbandbreite erhöhen könnte. Der M1 verdoppelt den 64-Bit-Speicherbus des A14 auf 128-Bit. Das bedeutet, dass er in der Lage ist, mit LPDDR4X etwa 68 GB/Sek. zu liefern. Das ist fantastisch für ein superdünnes und leichtes Notebook und übertrifft sogar den 27-Zoll-iMac, aber diese Radeon-Grafikchips haben dedizierten Grafikspeicher mit einer Bandbreite von weit über 100 GB/s.

Apples Grafikprozessoren sind sehr bandbreiteneffizient, aber ich würde denken, dass eine GPU mit 16 Kernen schnell einen Engpass bei der Speicherbandbreite bekommen würde, besonders wenn sie sich den Speicher mit all diesen CPU-Kernen teilen müsste. Eine Erhöhung auf ein 256-Bit-Speicherinterface ist sicherlich möglich und würde den Chip wahrhaft fliegen lassen.

Was ist mit den anderen Spezifikationen?

Wenn der nächste Mac-Prozessor tatsächlich auf dem A14 und dem M1 basiert, erwarten wir, dass alle "anderen Funktionen" im Chip – die Audio- und Videoverarbeitung, die Encoder und Decoder und die Neural Engine – gegenüber dem A14 und M1 unverändert bleiben. Sollte der nächste Apple-Chip durch ein technisches Kunststück tatsächlich vom Design des kommenden A15 abstammen, erwarten wir, dass all diese Funktionen verbessert werden. Insbesondere die Neural Engine würde wahrscheinlich ein substanzielles Upgrade erhalten, da Apple voll und ganz auf KI und Machine Learning setzt.

Selbst ohne eine Verbesserung all dieser "Un-Core"-Funktionen würde die Erhöhung der CPU- und GPU-Kernanzahl den nächsten Apple-Silizium-Chip zu einem absoluten Brüller machen, besonders wenn Apple auch die Speicherbandbreite verdoppelt. Es würde den Chip auch absolut riesig machen: Der M1 hat bereits satte 16 Milliarden Transistoren, und Sie können erwarten, dass eine Version mit der doppelten Anzahl an CPU- und GPU-Kernen mindestens 24 Milliarden Transistoren haben wird. Das ist nichts Unerhörtes (AMDs und Nvidias größte Desktop-GPUs sind so groß), aber es würde den Chip mit Abstand zum größten kompletten SoC auf dem Markt machen, sogar größer als die Chips in der Xbox Series X oder PlayStation 5.

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