M1 Ultra: Apples ARM-Prozessoren sind auf Jahre konkurrenzlos
Mit dem Wechsel auf die selbst designten Chips in seinen Laptops und Desktop-Rechnern, die Apple selbst Apple Silicon nennt, macht sich der Hersteller offenbar nicht nur unabhängiger von seinem bisherigen CPU-Lieferanten Intel. Wie spätestens die Vorstellung des M1 Ultra zeigt, ist Apple mit seinen ARM-Designs den anderen CPU-Herstellern soweit überlegen, dass vergleichsweise kleine und vor allem auch erwartbare Skalierungsschritte die massive Arbeit der Konkurrenz fast schon nebenbei zerstören.
Denn in dem M1 Ultra stecken immer noch die gleichen ARM-Kerne, die Apple bereits im Herbst 2020 vorgestellt hat. Und das vermeintlich eher unbedeutend wirkende Skalieren der eigentlichen Kerne in mehrere größere Ausbaustaufen war wohl von langer Hand durch Apple geplant - auf bisher gerade einmal 20 Kerne (16P + 4E). Ein Ende dieses Vorgehens ist vorerst nicht in Sicht.
So hat Apple bei der Vorstellung des Mac Studio mit M1 Ultra bereits angekündigt, dass dieser den alten Mac Pro als Geräteklasse nicht ersetzen soll. Hier seien weitere Geräte auf Basis des Apple Silicon geplant. Schon bei der Vorstellung des M1 hieß es, dass Apple plane, innerhalb von zwei Jahren sein gesamtes Rechner-Portfolio auf die M-Series umzustellen. Und bereits beim Test des kleinen M1 konnten wir uns die Performance des Apple Silicon gut im Bereich einer 28-kernigen Intel-CPU, eines Xeon W, vorstellen. Mit dem M1 Ultra liefert Apple nun genau das.
Weniger Leistungsaufnahme als 64-Kern-Threadripper
Erste Einschätzungen der Leistung des M1 Ultra reichen unter bestimmten Umständen gar an einen 64-Kern-Threadripper von AMD heran - bei einem geringeren Anschaffungspreis und weniger Leistungsaufnahme. Das muss natürlich erst durch unabhängige Benchmarks bestätigt werden. Doch schon Tests mit dem M1 Max haben in spezifischen Anwendungsszenarien gezeigt(öffnet im neuen Fenster) , dass die M-Serie mit 10 Kernen (8P + 2E) an die extrem skalierten AMD-CPUs heranreichen.
| M1 | M1 Pro | M1 Max | M1 Ultra | |
|---|---|---|---|---|
| Fertigung | 5 nm TSMC | 5 nm TSMC | 5 nm TSMC | 5 nm TSMC |
| Transistoren | 16 Mrd | 33,7 Mrd | 57 Mrd | 114 Mrd |
| Die-Size | ca 120 mm² | ca 245 mm² * | ca 475 mm² * | ca 950 mm² * |
| CPU-Kerne | 4P + 4E | 8P + 2E | 8P + 2E | 16P + 4E |
| L2-Caches | 12MB + 4MB | 24MB + 4MB | 24MB + 4MB | 48MB + 8MB |
| SL-Cache | 16MB | 24MB | 48MB | 96MB |
| GPU-Kerne | 8 @ 2,6 Teraflops | 16 @ 5,2 Teraflops | 32 @ 10,4 Teraflops | 64 @ 20,9 Teraflops |
| NPU-Kerne | 16 @ 11 Teraops | 16 @ 11 Teraops | 16 @ 11 Teraops | 32 @ 22 Teraops |
| Interface | 128 Bit | 256 Bit | 512 Bit | 1024 Bit |
| Bandbreite | 68 GByte/s | 205 GByte/s | 410 GByte/s | 820 GByte/s |
| Speicher | LPDDR4X-4266 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 | LPDDR5-6400 |
| Kapazität | 16 GByte (2x8) | 32 GByte (2x16) | 64 GByte (4x16) | 128 GByte (8x16) |
| Power** | bis zu 20 Watt | (?) | bis zu 90 Watt | bis zu 140 Watt |
Es ist inzwischen naheliegend, dass 32 der M1-Performance-Kerne von Apple etwa in einem Dual-Socket-System auch die riesigen Server-Chips von Intel oder AMD deklassieren könnten. Und selbst bei ähnlicher Leistung benötigt Apple Silicon dabei nur einen Bruchteil der Energie der x86-Konkurrenz.
Faszinierend daran ist vor allem, dass Apple dies eben nicht durch eine Verbesserung der Mikroarchitektur in einem schnellen Halbjahrestakt gelingt, wie dies etwas gerade bei RISC-V geschieht . Der Hersteller skaliert einfach sein bestehendes Design immer größer. Das war auch das ursprüngliche Erfolgsrezept von AMD mit den Threadripper und Ryzen, das Intel unter Druck gesetzt hat.
Größer, schneller, Apple-Server?
Sollte Apple diese Skalierung beibehalten können und mit einem M2-Chip weiter die Konkurrenz derart deklassieren, erscheint gar eine Rückkehr von Apple in den Server-Markt als nicht mehr ganz so unrealistisch. Zumindest werden die Mac Minis mit M1 schon jetzt in der Cloud von AWS angeboten(öffnet im neuen Fenster) . Mit dem Mac Studio oder einem kommenden Mac Pro mit Apple Silicon könnte das ähnlich umgesetzt werden.
Dabei erreichen die Chips dann wohl auch deutlich bessere Werte als moderne ARM-Server-CPUs. Schon der M1 Ultra könnte im Bereich von AWS' Graviton 3 liegen, bei deutlich weniger Kernen. Mit etwas Verhandlungsgeschick seitens AWS könnten die riesige Apple-Silicon-Instanzen künftig auch auf Racks in die Cloud wandern - sofern Apple das erlaubt. Für die x86-Welt wäre das wohl mittelfristig ein kaum noch zu kompensierender Schritt.
Apple Silicon skaliert auch auf kleine Geräte
Auch im Tablet-Bereich wird Apples Vorsprung gegenüber der Konkurrenz immer sichtbarer - nur in diesem Fall hauptsächlich gegenüber den Android-Geräten mit Qualcomm-Chips. Mit dem neuen iPad Air bekommt erstmals ein Tablet außerhalb der absoluten Premiumklasse einen M1-Chip. Ab einem Preis von 680 Euro erhalten Käufer damit ein Tablet, das leistungsmäßig der Android-Konkurrenz um Jahre voraus ist.
Dass iPads dieAndroid-Geräten von der CPU-Leistung her übertreffen, ist an sich nichts Neues - das war bereits mit den A-Serien-Chips so. Der M1 ist allerdings noch einmal ein anderes Kaliber, bietet er doch auch im GPU- und NPU-Bereich Leistungssteigerungen, die den Snapdragon 8 Gen1 von Qualcomm alt aussehen lassen.
Die Frage ist, wo Apple in der Zukunft die Grenze zwischen A-Chips und M-Chips ziehen wird. Mit dem neuen iPad Air ist der M1 bereits eine Preisklasse weiter nach unten gerutscht. Es ist nicht undenkbar, dass künftig auch in den preiswertesten iPads ein M-Chip verbaut wird und die A-Serie nur noch für Smartphones verwendet wird. Apple hat bereits langjährige Erfahrungen damit, ältere Chips in neuen Geräten zu verwenden - der Schwenk der preiswerten iPads zur M-Serie ist nicht undenkbar.
Zusammen mit fünf Jahren Softwareunterstützung bleiben iPads mittelfristig die einzig sinnvollen Tablets. Selbst wenn Apple bei den Einsteigermodellen keine M-Chips verbauen wird, gibt es keine nennenswerte Konkurrenz, die es mit den iPads aufnehmen kann.