Apple Silicon: Das kann der M2-Chip für Macbooks
Auf M1 folgt M2: Apple hat die nächste Ausbaustufe der Mac-Prozessoren vorgestellt, wobei der M2-Chip(öffnet im neuen Fenster) konsequent da verbessert wurde, wo sein Vorgänger nach nunmehr zwei Jahren ins Hintertreffen geraten ist. Apple wirbt beim M2 damit, CPU-seitig bei 15 Watt ein 12-kerniges Intel-Ultrabook-Modell bei 50 Watt fast einzuholen und obendrein die doppelte Grafik-Performance eines solchen Prozessors abzuliefern.
Der M2 wird in einem 5-nm-Verfahren der zweiten Generation gefertigt, womit höchstwahrscheinlich N5P von TSMC gemeint ist, also ein EUV -Prozess. Apple gibt an, dass der Chip über 20 Milliarden Transistoren und damit ein Viertel mehr als der M1 verfügt. N5P(öffnet im neuen Fenster) steigert TSMC zufolge die Geschwindigkeit um 7 Prozent oder verringert die Leistungsaufnahme um 15 Prozent, die Transistor-Dichte bleibt gleich.
So wundert es wenig, dass der M2 etwas größer ausfällt als der M1 (Test) , den Renderings von Apple zufolge sind es 20 Prozent. CPU-seitig bleibt es bei vier Performance- und vier Efficiency-Kernen, welche bei den L1-Caches keinen Unterschied zu ihren Vorgängern aufweisen. Die P-Cores, vermutlich die Avalanche des A15, haben jedoch 16 statt 12 MByte L2. Die E-Cores, bei denen es sich wohl um Blizzard-Derivate handelt, nutzen weiterhin 4 MByte.
iGPU, NPU und LPDDR5 mit den größten Zuwächsen
Inwieweit die Frequenzen und die Leistung pro Takt vom M1 zum M2 gestiegen sind, verrät Apple nicht. Bei jeweils 15 Watt soll der neue Chip jedoch eine 18 Prozent höhere CPU-Performance aufweisen, wobei wie üblich völlig unklar ist, wie Apple diese gemessen hat. Ein 10-kerniger Core i7-1255U soll bei gleicher Wattage nur halb so schnell sein, ein 12-kerniger Core i7-1260P bei satten 50 Watt den M2 gerade so überholen.
| M2 | M1 | M1 Pro | M1 Max | M1 Ultra | |
|---|---|---|---|---|---|
| Fertigung | TSMC N5P | TSMC N5 | TSMC N5 | TSMC N5 | TSMC N5 |
| Transistoren | 20 Mrd | 16 Mrd | 33,7 Mrd | 57 Mrd | 114 Mrd |
| Die-Size | ca 145 mm² * | ca 120 mm² | ca 245 mm² * | ca 475 mm² * | ca 950 mm² * |
| CPU-Kerne | 4P + 4E | 4P + 4E | 8P + 2E | 8P + 2E | 16P + 4E |
| L2-Caches | 16MB + 4MB | 12MB + 4MB | 24MB + 4MB | 24MB + 4MB | 48MB + 8MB |
| SL-Cache | 8MB | 8MB | 24MB | 48MB | 96MB |
| GPU-Kerne | 10 @ 3,6 Teraflops | 8 @ 2,6 Teraflops | 16 @ 5,2 Teraflops | 32 @ 10,4 Teraflops | 64 @ 20,9 Teraflops |
| NPU-Kerne | 16 @ 15,8 Teraops | 16 @ 11 Teraops | 16 @ 11 Teraops | 16 @ 11 Teraops | 32 @ 22 Teraops |
| Interface | 128 Bit | 128 Bit | 256 Bit | 512 Bit | 1024 Bit |
| Bandbreite | 102 GByte/s | 68 GByte/s | 205 GByte/s | 410 GByte/s | 820 GByte/s |
| Speicher | LPDDR5-6400 | LPDDR4X-4266 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 |
| Kapazität | 24 GByte (2x12) | 16 GByte (2x8) | 32 GByte (2x16) | 64 GByte (4x16) | 128 GByte (8x16) |
| Power** | bis zu 25 Watt | bis zu 20 Watt | (?) | bis zu 90 Watt | bis zu 140 Watt |
Neu ist die integrierte Grafikeinheit mit zehn statt acht Kernen, welche unter anderem einen größeren L2-Cache aufweist. Die theoretische Leistung steigt von 2,6 Teraflops auf 3,6 Teraflops (+39%) und die Daten für die Pixel/Texel-Füllrate steigen in gleichem Maße. Bei 12 Watt für beide Chips gibt Apple an, dass die iGPU des M2 immerhin 25 Prozent vor der des M1 liegt, mit 15 Watt kann der M2 den Abstand auf 35 Prozent vergrößern. Die integrierte XeLP-96EU-Grafik eines Core i7-1255U soll chancenlos sein, denn die Apple-iGPU soll mal eben die 2,3-fache Performance erreichen (Benchmark unbekannt).
Wichtig für die CPU- und Grafik-Geschwindigkeit ist der Uniform Memory: Das 128-Bit-Interface des M1 wird zwar beibehalten, statt LPDDR4X-4266- kommt aber LPDDR5-6400-Speicher zum Einsatz. Das erhöht die Datentransferrate um 50 Prozent von 68 GByte/s auf 102 GByte/s und damit immerhin ein Viertel dessen, was der M1 Max (Test) schafft. Weil bei LPDDR5 auch 12-GBit-Dies existieren, kann Apple den M2 mit zwei 12-GByte-Packages für insgesamt 24 GByte ausstatten; beim M1 ist bei 16 GByte schon Schluss.
Für die Neural Engine (ANE aka NPU) gibt Apple einen Zuwachs von 40 Prozent an – sprich 15,8 Teraops anstatt 11 Teraops. Die Decoding/Encoding-Engines wurden ebenfalls überarbeitet, sie sollen H.264/H.265 sowie ProRes in 8K beschleunigen. Weitere Verbesserungen betreffen die Secure Enclave und den Image Signal Processor (ISP), er soll Bildrauschen stärker reduzieren. Der Display-Controller unterstützt einen externen 6K60-Monitor, wie gehabt gibt es Thunderbolt 3 (40 GBit/s) bzw. USB 4 (40 GBit/s).
Es ist denkbar, dass Apple den M2 mittelfristig ähnlich skalieren wird wie den M1, welcher als erweiterte Dual-Die-Konfiguration namens M1 Ultra (Test) im Mac Studio steckt. Vorerst wird der M2 im neuen Macbook Air und Macbook Pro (13) angeboten, beide sollen ab Juli 2022 verfügbar sein.