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Apple Silicon - Der ARM-Mac kommt

22.06.2020 | 23:15 Uhr |

Nun ist es endlich offiziell. Auf der WWDC 2020 kündigte Apple an: Die komplette Mac-Produktlinie wird innerhalb der kommenden zwei Jahre auf eine neue Prozessorarchitektur überführt - natürlich auf die von Apple selbst.

Der Mac-Hersteller nennt die Architektur „Apple Silicon“, meint aber damit seine selbst entwickelten AX-Chips, die bereits seit Jahren im iPhone und im iPad arbeiten. Sie basieren im Kern auf der ARM-Architektur, wurden aber von Apples Chipdesign-Team schon seit langer Zeit ganz speziell auf die Anforderungen von iPhone und iPad angepasst und mit eigenen Features, beispielsweise zum maschinellen Lernen (ML) versehen. Das soll nun auch ganz speziell für den Mac gelten. Optimierungen und Verbesserungen der ARM-Architektur sollen dafür sorgen, dass die Leistung eines ARM-Mac nicht hinter der von aktuellen Intel-Macs zurücksteht. Um das zu untermauern, zeigte Apple im Rahmen der WWDC-Keynote sogar Profi-Software wie das Videoschnittprogramm Final Cut Pro X von Apple oder das Profitool für Fotografen Lightroom von Adobe auf einem Apple-Silicon-Prototypen, der die Programme beeindruckend flüssig ausführte. Konkrete Benchmark-Zahlen nannte Apple allerdings nicht.

Der große Vorteil dieser Umstellung liegt auf der Hand: Apple hat nun die Hardware aller seiner Plattformen (iPhone, iPad, Apple Watch, Apple TV und Mac) komplett selbst in der Hand und kann sie zielgenau auf die jeweiligen Anforderungen zuschneiden. Was allerdings mit Technologien wie Thunderbolt 3 (das ja von Intel stammt) passiert, ist noch unklar. Ob Apple Thunderbolt für Apple Silicon von Intel lizenzieren wird, ist unwahrscheinlich. Vermutlich wird man sich auf USB 3 beschränken oder eine eigene proprietäre Schnittstellentechnologie einführen, aber das ist noch Spekulation.

Die gute Nachricht: Das Betriebssystem selbst, sowie alle Programme von Apple, werden vom ersten Tag an nativ auf der neuen Plattform verfügbar sein. Auch Office von Microsoft werde nativ laufen. Adobe arbeitet ebenfalls bereits an der Umstellung seiner Creative Cloud. Das sind grundsätzlich gute Neuigkeiten, denn sie zeigen, dass Apple es ernst meint und zumindest die großen Software-Häuser bereits ab der Stunde Null mitziehen.

Neue Versionen der Apps nötig

Der Umstieg wird in erster Linie durch Neukompilieren des bestehenden Quellcodes für die neue Architektur vonstatten gehen. Das heißt: Entwickler müssen neue Versionen ihrer Programme erzeugen und in den App Store hochladen. Apple gab an, dass sich die meisten Projekte innerhalb von wenigen Tagen portieren lassen sollten. Um die beste Leistung zu erzielen, müssen Entwickler jedoch manchmal Anpassungen an der Art und Weise vornehmen, wie Sie Hardwareressourcen verwenden. Entwickler sollten die Abhängigkeit von der Hardware reduzieren und nach Möglichkeit übergeordnete Technologien einsetzen. Apple nennt als Beispiel „Grand Central Dispatch“, das man bei Multithreaded Apps einsetzen sollte, anstatt die Threads selbst zu erstellen und zu verwalten. Zentrales Werkzeug für die Portierung ist eine neue Version der Entwicklungsumgebung „Xcode“, die Apple stets kostenlos für Entwickler zur Verfügung stellt. Xcode 12 erstellt beim Kompilieren nun sogenannte „Universal-2-Apps“, die den Code sowohl für Intel-, als auch für ARM-Prozessoren enthalten.

Die neue Version von Xcode erzeugt so genannte Universal-2-Apps, die sowohl den Maschinencode für Intel- also auch für ARM-Prozessoren enthalten.
Vergrößern Die neue Version von Xcode erzeugt so genannte Universal-2-Apps, die sowohl den Maschinencode für Intel- also auch für ARM-Prozessoren enthalten.
© Apple

Doch auch Programme, die nicht sofort von den Entwicklern portiert werden können, sollen von Anfang an auf der neuen Hardware-Plattform funktionieren. Dazu beinhaltet das neue macOS eine Übersetzungseinheit, die ähnlich arbeitet wie damals beim Umstieg von PowerPC auf Intel-Chips. „Rosetta 2“ heißt das System und während der Keynote gab es einige Hinweise darauf, wie die zugrundeliegende Technologie arbeitet. So erwähnte Craig Federighi, das die Übersetzung des Codes auf die neue Architektur bereits bei der Installation der Programme vollzogen wird. Das deutet auf eine Art Cross-Compiler hin, der über den Mac App Store ausgelöst wird. Lädt man ein Programm aus dem App Store herunter und stellt dieser fest, dass der Mac bereits auf der neuen Architektur basiert, wird der Machinencode der App bereits während der Installation von Intel zu ARM hin übersetzt. Das spart jede Menge Zeit und vor allem Rechenpower zur Laufzeit. Allerdings weist es daraufhin, dass Rosetta 2 vermutlich erst einmal nur bei Programmen zum Einsatz kommt, die man über den Mac App Store installiert. Apps, die man aus anderen Quellen bezieht, müssen entweder zur Laufzeit übersetzt werden oder Apple bietet dafür ein spezielles Tool an. Die Details werden vermutlich im Lauf der WWDC ans Licht kommen.

Auch Virtualisierungen wie Parallels Desktop sollen weiterhin möglich sein. Dazu zeigte Apple ein Debian-Linux, dass als virtuelle Maschine in Parallels Desktop lief. Allerdings wurde nicht klar, ob das Linux-System nicht selbst schon nativ auf ARM-Chips kompiliert war. Linux gibt es schon länger für verschiedene Prozessorarchitekturen. Windows 10 zeigte Apple jedenfalls nicht.

Auch Virtualisierungen sollen auf den neuen Apple-Silicon-Macs möglich sein. Apple zeigte beispielsweise eine virtuelle Machine, in der ein Debian-Linux lief.
Vergrößern Auch Virtualisierungen sollen auf den neuen Apple-Silicon-Macs möglich sein. Apple zeigte beispielsweise eine virtuelle Machine, in der ein Debian-Linux lief.
© Apple

Intel-Kernel-Extensions werden wohl ebenfalls nicht laufen. Auch sollen sich nicht alle Intel-Befehle in die ARM-Architektur übersetzen lassen. Entwickler berichten von Einschränkungen bei sogenannten AVX, AVX2, and AVX512 Vektor-Anweisungen, die nicht übersetzt werden können. Intel-Programme, die auf diese Instruktionen zurückgreifen, werden also entweder gar nicht funktionieren oder zumindest deutlich langsamer.

iPhone/iPads-Apps nativ auf Macs einsetzen

Ein nicht zu unterschätzender Nebeneffekt der neuen Architektur ist, dass iOS- und iPad-OS-Programme theoretisch nun auch nativ auf den neuen Macs laufen. Nein, nicht nur theoretisch! Apple hat genau das während der Keynote ganz konkret angekündigt und das ist ein echter Paukenschlag. Dadurch bekommen Mac-Anwender auf einen Schlag Millionen neue Anwendungen und der Mac wird damit zur größten Spieleplattform der Welt. Ein genialer Schachzug. Wie allerdings spezielle Hardware-Features, Multitouch-Gesten, Gyroskop, Beschleunigungssensoren und Kompass (die besonders bei iOS-Spielen gerne als Steuerungsfunktionen eingesetzt werden) auf Macs ohne diese Hardware umgesetzt werden sollen, ist noch offen.

Apple Silicon Mac Mini für Entwickler

Ein explizites Mac-Produkt, das bereits auf Apple Silicon basiert, hat Apple auf der WWDC noch nicht vorgestellt. Das Gerücht eines neuen 12-Zoll-Macbook hat sich nicht bewahrheitet. Allerdings bietet Apple einen speziellen Mac Mini an, der mit Apple Silicon ausgerüstet ist. Er ist allerdings nur für Entwickler zu haben und soll 500 Dollar kosten. Der erste Mac mit Apple Silicon soll laut Tim Cook zum Jahresende auf den Markt kommen. Die Übergangszeit wird laut Cook zwei Jahre dauern, bis dahin sollen auch noch Macs mit Intel-CPU kommen.

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