Apple M4 Chip: (R)evolution in der Prozessoreffizienz

Image: Apple

Schon lange ging das Gerücht um, dass Apple den Nachfolger des M3-Chips bereits 2024 vorstellen wird. Nun ist er da. Der Hintergrund ist, dass Apples Haus-und-Hof-Chip-Hersteller TSMC einen neuen Fertigungsprozess etabliert hat, den sogenannten N3E-Node. Der bringt zwar keine kleinere Strukturbreite mit – die bleibt bei 3 nm –, soll aber vor allem Vorteile in der Herstellung liefern, also weniger Ausschuss.

Der Nachteil: Chips, die mit dem N3E-Node hergestellt werden, müssen quasi neu auf dem Reißbrett entwickelt werden. Apple kam also nicht daran vorbei, einen neuen Chip zu entwickeln, denn den bisherigen – für Apple exklusiven – N3B-Node will kein anderer TSMC-Kunde benutzen. Somit nutzt Apple clever den äußeren Umstand, um gleich einen ganz neuen Chip einzuführen, der vor allem effizienter sein soll, also mehr Leistung pro Watt herausholt.

Leistungsstarke CPU-Konfiguration

Der Apple-M4-Chip im iPad Pro enthält 28 Milliarden Transistoren und ist in verschiedenen Modellvarianten erhältlich, die sich hauptsächlich in der Speicherausstattung unterscheiden. Die Modelle mit 256 GB oder 512 GB SSD-Speicher verfügen über eine 9-Kern-CPU, bestehend aus drei Hochleistungskernen und sechs Effizienzkernen. Wir gehen davon aus, dass es sich hier um eine „binned CPU“ handelt, bei der einer der Performance-Kerne deaktiviert wurde. So etwas ist üblich, um Chips mit Herstellungsfehlern dennoch benutzen zu können.

Für die Modelle mit 1 TB oder 2 TB SSD-Speicher integriert Apple eine 10-Kern-CPU mit vier Hochleistungskernen und sechs Effizienzkernen. Dieser Schritt verspricht eine noch höhere Rechenleistung für anspruchsvolle Anwendungen und komplexe Workloads, während gleichzeitig die Energieeffizienz beibehalten werden soll.

Bahnbrechende GPU-Performance

In Sachen Grafikleistung setzt der M4-Chip prinzipiell auf die GPU des M3. Hier kommen 10-Kern-GPU-Kerne zum Einsatz, die in allen Varianten zu finden sind. Das vom M3 her bekannte Hardware-beschleunigte Raytracing ist hier mit an Bord.

Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen

Eine weitere deutlich verbesserte Komponente des M4 soll die neue 16-Kern-Neural Engine sein. Diese dedizierte Hardware beschleunigt Berechnungen für künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen. 38 Billionen Operationen pro Sekunde soll sie ermöglichen. In der Praxis dürfte das zu einer verbesserten Leistung bei Anwendungen führen, die von maschinellen Lernalgorithmen profitieren, etwa Spracherkennung, Bildverarbeitung und Gesichtserkennung.

Der Apple-M4-Chip bietet auch eine beeindruckende Bandbreite von 120 GB/s und ist mit 8 GB RAM für die Basisvarianten und 16 GB RAM für die erweiterten Varianten ausgestattet. Darüber hinaus ist der Apple M4 Chip wieder mit der bekannten Media Engine ausgestattet, die Hardware-beschleunigtes 8K-Video in den Formaten H.264, HEVC, ProRes und ProRes RAW unterstützt. Mit dedizierten Video-Codierungs- und Decodierungs-Engines sowie einem ProRes-Encoder und -Decoder bietet der Chip wieder eine umfassende Multimedia-Unterstützung für professionelle Anwender und Content-Ersteller.

Neue Display-Engine

Passend zum neuen iPad Pro, das gleich mit zwei OLED-Bildschirmen ausgestattet ist, enthält der M4 auch eine neue Display-Engine, die diese Datenflut verarbeiten kann. Sie ist für die 120 Hz Bildwechselfrequenz sowie für die Helligkeits- und Farbkorrekturen zuständig. Was genau diese Engine außerdem kann, ist noch offen, man kann aber davon ausgehen, dass sie auch in neuen Macs genutzt wird, vor allem, um höhere Auflösungen anzusteuern. Vielleicht wird es ja auch bald ein Macbook oder gar einen iMac mit OLED-Bildschirm geben.

Fazit

Mit dem M4-Chip setzt Apple grundsätzlich auf dem M3 auf, verbessert aber die Möglichkeiten und vor allem die Effizienz des Chips. Eine bessere Ausbeute bei der Herstellung dürfte zu niedrigeren Preisen führen. Richtig spannend wird es, wenn Apple den Chip in noch leistungsfähigeren Konfigurationen in die Macs bringt.