Mac: Welchen Geschwindigkeitschub bringt der M2-Chip?

Mac: Welchen Geschwindigkeitschub bringt der M2-Chip?

 

Wir brauchen nicht auf Benchmarks zu warten, um uns ein gutes Bild von der Leistung des nächsten Mac-Prozessors von Apple zu machen. […]

Als die ersten M1-basierten Macs im Herbst 2020 auf den Markt kamen, war es keine Übertreibung zu sagen, dass sie den gesamten Computermarkt umkrempelten. Apple nahm die grundlegende Architektur des A14 (der im iPhone 12 zu finden ist), skalierte sie auf das Niveau eines ultraportablen Laptops und ließ die Konkurrenz mit einer, wie wir es nannten, verblüffenden Verbesserung gegenüber der vorherigen Generation hinter sich. Er war schnell, sehr schnell, und hatte eine erschreckend gute Akkulaufzeit. Mit dem M1 Pro und dem M1 Max im Jahr 2021 skalierte Apple die Architektur weiter nach oben für leistungsstarke Laptops (und vermutlich auch für kommende Desktops) und wurde erneut zu dem Prozessor, mit dem alle anderen verglichen wurden.

Die einzigen Chips, die den M1 Max übertreffen, sind Intels Alder Lake-Prozessoren, und das auch nur mit einer Reihe von Vorbehalten, die sich auf den stark unterschiedlichen Stromverbrauch beziehen, die nur mit voller Geschwindigkeit laufen, wenn sie an die Steckdose angeschlossen sind, und die sich auf eine leistungsstarke Nvidia-GPU stützen.

Was macht Apple also für die Zugabe? Da der M1 nun fast anderthalb Jahre alt ist, wird es Zeit für seinen Nachfolger, der vermutlich M2 heißen könnte. Zwar wissen wir nie wirklich, was Apple in petto hat, bis die Produkte offiziell angekündigt werden (bereits im März oder auf der WWDC im Juni oder später im Herbst), aber wir werden unsere besten Vermutungen darüber anstellen, was wir vom M2 erwarten können (und wir werden auch eine M2 Max-Vorhersage einwerfen).

Der M2 ist für den M1 wie der A15 für den A14

Der M1 basiert auf der grundlegenden Architektur des A14, ist aber mit der doppelten Anzahl von Hochleistungs-CPU-Kernen (vier statt zwei) und der doppelten Anzahl von GPU-Kernen (acht statt vier) ausgestattet. In Ermangelung einer besseren Erklärung handelt es sich um den A14X, der sonst im iPad Pro verbaut worden wäre.

Bei dem Versuch, die Funktionen und die Leistung des M2 vorherzusagen, gehen wir davon aus, dass es einem ähnlichen Muster folgen wird, nur diesmal mit dem A15: dieselbe Architektur mit doppelt so leistungsstarken Kernen und GPU-Kernen. Beachten Sie, dass der A15 eigentlich fünf GPU-Kerne hat, wobei der fünfte nur in den iPhone 13 Pro Modellen aktiviert ist. Wir gehen von einer Verdoppelung auf 10 Kerne aus, was sich mit den Gerüchten über die Konfiguration des M2 deckt.

Beim M2 Max vermuten wir die gleiche Skalierung wie beim M1 zum M1 Max. Die CPU-Kerne werden gegen ein 2-Effizienz- und 8-Performance-Setup ausgetauscht, und die GPU-Kerne werden gegenüber dem M1-Basischip vervierfacht (auf insgesamt 40).

Verbesserter Herstellungsprozess

Bevor wir zu den Zahlen kommen, sollten wir erwähnen, dass der M2 voraussichtlich auf dem N4P-Prozess von TSMC gefertigt wird, einer verbesserten Form des 5nm-Prozesses, auf dem der A14 und der M1 gefertigt wurden. TSMC behauptet, dass dieser Prozess bei gleicher Leistung bis zu 11 Prozent schneller ist bzw. bei gleicher Leistung 22 Prozent weniger Strom verbraucht. Es ist nicht bekannt, ob sich dies in höheren Taktraten, besserer Akkulaufzeit oder beidem niederschlagen wird. Das hängt von der jeweiligen Apple-Konfiguration ab, und insbesondere die Akkulaufzeit hängt von einer Vielzahl von Variablen ab (z. B. davon, wie stromsparend das Display ist).

Bei unseren Leistungsvorhersagen berücksichtigen wir keine zusätzliche Leistung aufgrund von Verbesserungen im Herstellungsprozess, da es keine Möglichkeit gibt, diese realistisch zu quantifizieren. Es ist davon auszugehen, dass die hier angegebenen Zahlen wahrscheinlich einige Prozent unter dem liegen, was Apple aus dem N4P-Prozess herausholen könnte, und so wie wir bei den A15-betriebenen iPhone 13-Telefonen eine deutlich verbesserte Akkulaufzeit gesehen haben, könnte Apple bei den MacBooks, die diese Chips verwenden, Wert auf Langlebigkeit legen.

M2 und M2 Max CPU-Schätzungen

Wir haben uns zunächst angeschaut, wie viel schneller der A15 im Vergleich zum A14 ist, der eine ähnliche Konfiguration mit vier effizienten und zwei leistungsstarken CPU-Kernen, aber eine Reihe von architektonischen Verbesserungen aufweist. Insgesamt ist die Single-Core-Leistung des A15 etwa 7 Prozent höher als die des A14.

Die Multi-Core-Punktzahl ist mit 20 Prozent deutlich höher, trotz gleicher Kernkonfiguration. Apple hat wahrscheinlich architektonische Verbesserungen vorgenommen, um die gleichzeitige Nutzung aller Kerne zu verbessern, und die Verbesserungen im Herstellungsprozess können möglicherweise höhere Taktraten aufrechterhalten, wenn alle Kerne aktiv sind.

Wenn wir die M1– und M1-Max-Ergebnisse nehmen und denselben Leistungsschub hinzufügen, erhalten wir einige beeindruckende Zahlen. Die Single-Core-Leistung wird in Geekbench 5 wahrscheinlich 1.800 Punkte übersteigen, was auf Augenhöhe mit Intels kommendem Core i9 Alder Lake Hochleistungs-Laptop-Chip liegt.

Die Multi-Core-Werte könnten sehr interessant werden. Gerüchten zufolge wird der M2 das gleiche Vier-Effizienz, Vier-Performance-Layout wie der M1 haben, während der M2 Max bei vier Effizienzkernen und acht Performancekernen wie der M1 Max bleibt.

Damit könnte der M2 knapp unter 9.000 Punkte erreichen (immer noch nicht so schnell wie der M1 Max, da dieser Chip über acht leistungsstarke Kerne verfügt). Das ist ein toller Wert für ultraportable Laptops wie das MacBook Air. Mit einer Punktzahl von weit über 14.000 würde der M2 Max jedoch vor dem schnellsten Intel Alder Lake Core i9 liegen, der über 14 Kerne verfügt (sechs leistungsstarke und acht effiziente). Und es ist wahrscheinlich, dass der M2 Max diese Leistungssteigerungen mit einem Bruchteil des Stromverbrauchs erreicht.

M2 und M2 Max Grafik-Schätzungen

Wie bei unseren CPU-Prognosen schätzen wir die Grafikleistung des M2, indem wir einfach den Leistungszuwachs vom A14 zum A15 (in den iPhone Pro-Modellen) betrachten und den gleichen Zuwachs vom M1 zum M2 annehmen. Der A15 hat 25 Prozent mehr GPU-Kerne als der A14 (fünf statt vier), aber der zusätzliche Kern ist nur in den iPhone 13 Pro-Modellen aktiviert. Gerüchten zufolge wird der M2 von maximal acht auf 10 GPU-Kerne und der M2 Max von 32 auf 40 Kerne aufgestockt, um dieses Verhältnis beizubehalten.

Der Sling Shot-Benchmark von 3DMark ist ein wenig veraltet, aber immer noch ein recht nützliches Maß dafür, wie gut die GPU bei der Ausführung einfacher, älterer Grafiktechnologien abschneidet. Der A15 ist 24 % schneller als der A14. Das liegt daran, dass er 25 % mehr Kerne und einige architektonische Verbesserungen hat.

Leider ist der Sling Shot-Test nur für mobile Plattformen verfügbar. Das bedeutet, dass wir ihn nicht mit dem M1 Max testen können, da dieser Chip nur in MacBooks verfügbar ist. Da der M1 aber im iPad Pro zu finden ist, können wir diesen nützlichen, aber etwas veralteten Benchmark auf dem M1 durchführen und vermuten, dass wir mit dem M2 eine Punktzahl von über 10.000 erreichen könnten, was jedes andere moderne Tablet in den Schatten stellen würde.

Ein modernerer plattformübergreifender Test ist der neue Wild Life von 3DMark. In der anstrengendsten Version dieses Tests ist das A15 30 Prozent schneller als das A14.

Bei einer Skalierung auf den M2 und M2 Max könnten wir über 6.000 für den leistungsschwächeren Chip und über 26.000 für Apples leistungsstärksten Prozessor erwarten. Der letztgenannte Wert ist bemerkenswert, da er ziemlich nah an die mobile Variante der GeForce GTX 3070 heranreicht.

Obwohl eine solche Leistungssteigerung den M2 Max auf eine Linie mit einer diskreten High-End-Mobil-GPU bringen würde, ist er immer noch nicht einmal halb so leistungsfähig wie eine Desktop-GPU der Spitzenklasse. Noch wichtiger ist, dass ernstzunehmende High-End-GPUs von AMD und Nvidia (und die kommende Arc-Serie von Intel) hardwarebeschleunigtes Raytracing bieten, was bei Apples GPUs bisher fehlt. Obwohl ich denke, dass die Unterstützung für eine solche Funktion früher oder später kommen muss, wird sie wahrscheinlich nicht in der M2-Reihe zu finden sein. Apple ist in diesem Bereich bereits Jahre hinter der Konkurrenz zurück, und es ist unwahrscheinlich, dass sich das in diesem Jahr noch ändert.

Andere Überlegungen: Neural Engine, Video-Encoder, Speicher

Während CPU und GPU leicht zu quantifizieren sind, sind sie nicht die einzigen wichtigen Teile von Apples System-on-Chips. Der Arbeitsspeicher ist natürlich sehr wichtig, und wir gehen davon aus, dass der Hochgeschwindigkeits-LPDDR5 in diesen Chips wieder eine wichtige Rolle spielen wird, da er die richtige Mischung aus Leistung und Energieeffizienz bietet. Apple hat sehr gut dafür gesorgt, dass seine Chips über genügend Speicherbandbreite verfügen, um die CPU- und GPU-Kerne voll auszunutzen, und wir sehen keinen Grund, warum das M2 (oder M2 Max) das erste Gerät sein sollte, bei dem die Bandbreite ernsthaft eingeschränkt ist.

Die Neural Engine ist ein spezieller Prozessorblock, der für die Beschleunigung von maschinellem Lernen und KI-Aufgaben entwickelt wurde. Der A15 verfügt über eine Neural Engine mit 16 Kernen, genau wie der A14, aber sie wurde für eine bessere Effizienz überarbeitet und kann mehr als 40 % mehr Operationen pro Sekunde ausführen. Wir erwarten, dass diese Neural Engine auch im M2 zum Einsatz kommt.

Schließlich verfügt der A15 über eine verbesserte Videoverarbeitungs-Engine, die die Videodekodierung und -kodierung beschleunigt. Das M1 und das M1 Pro verfügen über einen dieser Prozessoren, während das M1 Max über zwei verfügt. Es würde uns nicht überraschen, wenn sich dies beim M2 fortsetzen würde – eine einzige verbesserte Video-Engine beim M2 und M2 Pro und zwei beim M2 Max. Es wäre schön, hier weitere Verbesserungen zu sehen, da Macs so oft als Videoproduktionsmaschinen eingesetzt werden. Insbesondere haben die SoCs von Apple noch keine Hardware-Unterstützung für den AV1-Code (weder Kodierung noch Dekodierung), und es wäre schön, wenn dies in der Version der Videoverarbeitungs-Engine des M2 hinzugefügt würde.

Allgemeine Erwartungen

Auch wenn es spannend ist, sich vorzustellen, dass der M2 eine große architektonische Umwälzung darstellen könnte, ist es sehr wahrscheinlich, dass er die Technologie des A15 in genau der gleichen Weise weiterführen wird, wie der M1 vom A14 abstammt. Vielleicht wird Apple sein Mac-Silizium in Zukunft noch weiter von der Architektur der A-Serie abweichen, aber in der zweiten Chip-Generation ist der A15 in genau der gleichen Weise skaliert das wahrscheinlichste Szenario.

Die Leistungseinschränkungen sind je nach Aufgabe oder Benchmark sehr unterschiedlich, und Faktoren wie SSD-Leistung und Kühlung spielen immer eine Rolle. Generell kann man aber davon ausgehen, dass die CPU-Leistung um etwa 20 Prozent (und weniger als 10 Prozent bei einem einzelnen Kern) verbessert wird, während die zusätzlichen Kerne die GPU-Leistung um etwa 30 Prozent steigern. Diese Verbesserungen werden auch von einer verbesserten Leistung bei maschinellem Lernen und Videocodierung begleitet werden.

All dies sollte in etwa mit dem gleichen Energiebedarf einhergehen. Apple macht nur selten Abstriche bei der Akkulaufzeit, so dass man davon ausgehen kann, dass ähnliche Laptops mit M2-Chips die gleiche oder eine bessere Akkulaufzeit haben und gleichzeitig diese beeindruckenden Leistungssteigerungen bieten. Und da Apple mit dem A15-Chip der Akkulaufzeit Priorität eingeräumt hat, könnte sie noch viel besser werden.

*Jason Cross schreibt seit über 20 Jahren professionell über Technologie. Sein Ziel ist es, herauszufinden, wie komplizierte Technik funktioniert, und sie so zu erklären, dass sie jeder versteht.

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