CPU Entwicklung: Apple ist beim M4 zu ARMv9 gewechselt
Apple hat beim M4 laut mehreren Berichten(öffnet im neuen Fenster) größere Änderungen vorgenommen, als der Hersteller bei der Vorstellung des iPad Pro(öffnet im neuen Fenster) angegeben hat.
Die hohe Leistungssteigerung sowohl im Single-Core-Test als auch dem Multi-Core-Benchmark in Geekbench 6 lässt sich auch auf die Umstellung zu ARMv9 mit SME (Scalable Matrix Extensions) zurückführen.. Allein diese Erweiterung soll für sieben Prozent der Leistungssteigerung sorgen.
Gegenüber ARMv8.6-A unterstützt die v9-Architektur zudem SVE2(öffnet im neuen Fenster) (Scalable Vector Extensions), das den Nachfolger von SVE und gleichzeitig effektiv den Ersatz für die Neon-SIMD-Befehle darstellt. Sie sind in ARMv9 nur noch aus Kompatibilitätsgründen zu älteren Chips enthalten. SME ersetzt AMX (Advanced Matrix Extensions) und unterstützt sowohl Vektorlängen von 128-Bit (AMX, Neon) als auch 256-Bit (SME).
Durch die Verwendung der neuen Befehlssatzarchitektur können einige Anwendungen einen größeren Leistungsschub gegenüber älteren Apple-Silicon-Prozessoren bekommen, was sich auch im Geekbench 6 widerspiegelt. Dort wird SME genutzt und sorgt im Gesamtergebnis für klar bessere Werte. Die Befehlseinheiten selbst sollen jedoch nur eine IPC-Leistungssteigerung (Instructions per Clock) von ein bis drei Prozent erhalten haben.
Klassisches CPU-Design ist bereits ausgereift
Die meisten Komponenten einer CPU sind praktisch fertig entwickelt . Größere Leistungssteigerungen lassen sich oft nur noch durch spezialisierte Prozessoren - dazu dürften in Ansätzen auch die oben genannten Vektor- und Matrixerweiterungen gezählt werden -, Taktsteigerungen oder massive Parallelisierung von häufig wiederkehrenden Berechnungen erreichen.
Apple hat beim M4 durch den neuen Fertigungsprozess ebenfalls die Taktrate erhöht, in der Spitze um 350 MHz. Je nach Effizienzgewinn könnte die tatsächlich anliegende Taktrate bei starker Auslastung im Vergleich zum Apple M2 und M3 sogar noch etwas mehr gestiegen sein. Zusammen mit den IPC-Verbesserungen und SME sowie SVE2 ergeben sich so die guten Benchmarkwerte.