M1 Ultra: Apples ARM-Prozessoren sind auf Jahre konkurrenzlos

Apple hat so wenig Konkurrenz, dass statt eines M2-Chips einfach ein skalierter M1 gebracht wird. Kleine M1-SoCs werden sogar in Tablets verscherbelt.

Eine Analyse von Sebastian Grüner und Tobias Költzsch veröffentlicht am 9. März 2022, 17:30 Uhr

Tim Cook dürfte sich über die schnellen Chips freuen. (Bild: Apple)

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, 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

Spezifikationen des M1 Apple Silicon * basierend auf Apples (verzerrten) Die-Shots ** gemessen

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.