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Apple M4-SoC in der Analyse - AMD, Intel und Qualcomm haben aktuell keine Chance

Die zweite Generation der 3-nm-Chips ist da. Zusammen mit dem neuen iPad Pro hat Apple den brandneuen M4-Chip präsentiert, der eine Weiterentwicklung vom M3-SoC darstellt und ebenfalls in einem 3-nm-Verfahren hergestellt wird. Wir haben uns die beiden neuen M4-Chips genauer angesehen und vergleichen sie mit den aktuellen Prozessoren von AMD und Intel.

Mit der M3-Generation hat Apple im letzten Jahr die ersten 3-nm-Prozessoren auf den Markt gebracht und neben der gesteigerten Effizienz war vor allem die Single-Core-Performance enorm. Die Multi-Core-Leistung ist ebenfalls gestiegen, doch hier war vor insbesondere AMD mit den Zen4-Prozessoren nicht weit weg, wenn es um die Effizienz ging. Nun hat Apple den brandneuen M4-Prozessor vorgestellt, der aber nicht in einem MacBook, sondern in den neuen iPad-Pro-Modellen debütiert.

Grundsätzlich gibt es zwei Varianten des neuen Apple M4, was man aber gar nicht so leicht erkennt. Hier muss man schon genau in den technischen Daten suchen, um zu sehen, dass es den schnelleren Prozessor mit 10 Kernen nur in den Versionen ab 1 TB SSD-Speicher gibt. Das gilt sowohl für das kleinere iPad Pro 11 als auch das iPad Pro 13, die Varianten mit weniger SSD-Speicher (256 oder 512 GB) sind mit dem langsameren Modell ausgestattet. Abhängig vom SSD-Speicher unterscheidet sich auch die RAM-Ausstattung, denn die beiden günstigeren Modelle mit 256 oder 512 GB SSD-Speicher erhalten 8 GB RAM, ab 1 TB sind es dagegen 16 GB RAM.

Testverfahren

Wir haben die Basisvariante des iPad Pro 11 mit 256 GB RAM, 8 GB RAM und dem 9-Kern M4-Chip sowie das iPad Pro 13 mit der 1-TB-SSD, 16 GB RAM sowie dem 10-Kern M4-Chip für unsere Tests zur Verfügung. Es ist das erste Mal, dass Apple einen seiner neuen M-SoCs in dem iPad Pro debütiert, was im Vergleich zum MacBook natürlich auch unsere Testmöglichkeiten einschränkt. Zum einen ist die Anzahl der Benchmarks für iPad OS deutlich limitiert. Da es zudem nur einen einzigen USB-C-Anschluss gibt, können wir auch keine Energiemessungen an einem externen Bildschirm vornehmen. Für genaue Effizienz-Ergebnisse müssen wir auf neue MacBooks mit dem M4 warten. Da die aktuellen MacBook-Air-Modelle mit aber erst vor wenigen Monaten mit den M3-Chips auf den Markt gekommen sind, gehen wir nicht von einem schnellen Update aus. Wenn Apple bei dem M3-Schema bleibt, wird wohl das MacBook Pro 14 Basismodell als erstes mit dem M4-SoC auf den Markt kommen.

Spezifikationen Apple M4 - 9 oder 10 CPU-Kerne

Der neue M4-SoC ist nach dem M3 (bzw. dem M3 Pro/M3 Max) Apples zweite M-SoC-Generation, die in dem fortschrittlichen 3-nm-Verfahren produziert wird. Beim Wechsel vom M2 auf den M3 konnte Apple die Takte dank der kleineren Strukturbreite anheben, ohne den Stromverbrauch signifikant zu verändern. Die grundsätzliche Kernarchitektur mit vier Performance- und vier Efficiency-Kernen blieb aber unverändert. Mit dem neuen M4-SoC steigt der maximale Takt weiter an, wobei wir aktuell nur den Wert für die Performance-Kerne angeben können. Hier sind es nun bis zu 4,38 anstatt 4,056 GHz beim M3 (3,48 GHz beim M2). Gleichzeitig ändert sich zum ersten Mal aber auch die Kernkonfiguration, denn nun werden sechs Efficiency-Kerne entweder mit drei oder vier Performance-Kernen kombiniert.

Bei der Grafikkarte vergleicht Apple die Leistung der M4-GPU vor allem mit dem alten M2-SoC aus dem bisherigen iPad Pro (Modelljahr 2022). Es kommt nach wie vor eine 10-Kern-GPU zum Einsatz, die wie schon bei der M3-Generation Dynamic Caching sowie Hardware basiertes Mesh Shading und Ray Tracing unterstützt. Über den Takt der GPU-Kerne haben wir derzeit keine Informationen. Die neue Neural Engine hat ebenfalls ein Upgrade bekommen und erreicht nun 38 anstelle von 18 TOPS beim M3-SoC bzw. 15,8 TOPS beim M2-SoC. Ein großer Nachteil der alten M-Chips bleibt aber, denn auch der neue M4-SoC kann nur ein externes Display ansteuern. 

Single-Core Performance

Für die Single-Core-Leistung steht uns auf dem iPad Pro lediglich Geekbench zur Verfügung. Nachdem bereits die M3-Generation einen Sprung von knapp 20 % gegenüber dem M2 gemacht hat, sehen wir auch bei den beiden M4-Modellen einen Vorteil von knapp 20 % vor dem Apple M3. Selbst der M3 konnte auch in Benchmarks wie Cinebench problemlos mit den meisten aktuellen Mobilprozessoren von AMD und Intel mithalten und musste sich nur hoch getakteten Modellen wie dem Core Ultra 9 185H oder HX-Modellen geschlagen geben. Mit dem erneuten Performance-Sprung kann sich Apple mit dem M4 aber ganz klar die Single-Core-Leistungskrone holen und sollte auch keinerlei Probleme mit den neuen Snapdragon-X-Elite-Prozessoren haben, für die wir noch Qualcomms Referenzwerte von der Produktvorstellung im letzten Herbst verwenden. Basierend auf den Verbrauchswerten während des Benchmarks gehen wir erneut von einem Stromverbrauch von etwa 5 Watt in Single-Core-Szenarien aus. Das bedeutet, dass man mit dem neuen iPad Pro 11 Basismodell mehr Single-Core-Leistung bekommt als beim aktuellen MacBook Pro.

Geekbench 6.2 - Single-Core
Apple M4 (10 cores)
Apple iPad Pro 13 2024
3715 Points
Apple M4 (9 cores)
Apple iPad Pro 11 2024
3662 Points -1%
Apple M3 Pro 11-Core
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
3113 Points -16%
Apple M3
Apple MacBook Pro 14 2023 M3
3099 Points -17%
Apple M3
Apple MacBook Air 13 M3 10C GPU
3026 Points -19%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 80W
2966 Points -20%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 23W
2777 Points -25%
Apple M2
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
2593 Points -30%
Intel Core Ultra 9 185H
Lenovo Yoga Pro 9 16IMH9
2570 Points -31%
AMD Ryzen 7 8840HS
Asus Zenbook 14 OLED UM3406HA
2552 Points -31%
AMD Ryzen 7 8840U
Minisforum V3
2537 Points -32%
Intel Core Ultra 9 185H
Dell Precision 5690
2531 Points -32%
AMD Ryzen 7 7840U
Lenovo ThinkPad T16 G2 21K70035GE
2519 Points -32%
Intel Core Ultra 7 155H
Dell XPS 13 9340 Core Ultra 7
2408 Points -35%
Intel Core Ultra 7 165U
Dell Latitude 9450 2-in-1
2356 Points -37%
Intel Core Ultra 7 155U
Lenovo Yoga Book 9 13IMU9
2324 Points -37%

Multi-Core Performance

Im Gegensatz zu der sehr guten Single-Core-Leistung war die Multi-Core-Leistung des alten M3-SoCs mit einem verbrauch von rund 20 Watt zwar respektabel, aber vor allem gegenüber den Zen4-Mobilprozessoren von AMD war der Effizienzvorteil nicht riesig und auch bei der reinen Leistung waren die Konkurrenzprodukte schneller (aber natürlich mit aktiver Kühlung). Mit dem neuen M4 behebt Apple aber auch dieses Problem und neben den beiden zusätzlichen Efficiency-Kernen helfen die höheren Takte. 

Der "kleine" M4-SoC mit drei Performance-Kernen in unserem Testgerät des iPad Pro 11 kann sich in Geekbench knapp 10 % vor dem alten M3-SoC positionieren, bleibt aber hinter dem Basismodell des M3 Pro mit 11 Kernen sowie dem Snapdragon X Elite mit 23 Watt. Der M4 mit allen vier Performance-Kernen liegt 22 % vor dem alten M3 und auch vor dem X Elite sowie dem M3 Pro (11 Kerne), er bietet also mehr Leistung als das MacBook Pro 14 mit dem kleinen M3 Pro. Der alte Apple M2 wird um 32 % (9-Kern M4) bzw. 46 % (10-Kern M4) übertroffen, Apples Angabe mit der 1,5-fachen CPU-Leistung gegenüber dem M2 iPad Pro passt also. 

Die schnellen Intel- und AMD-Chips der H45-Klasse (z. B. Core Ultra 9 185H oder Ryzen 9 8945HS) werden geschlagen, aber die aktuellen HX-Prozessoren sind natürlich noch einmal deutlich schneller. 

Geekbench 6.2 - Multi-Core
Apple M3 Pro 12-Core
Apple MacBook Pro 16 2023 M3 Pro
15480 Points +5%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 80W
15239 Points +4%
Apple M4 (10 cores)
Apple iPad Pro 13 2024
14690 Points
Apple M3 Pro 11-Core
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
14412 Points -2%
Intel Core Ultra 9 185H
Dell Precision 5690
14160 Points -4%
Qualcomm Snapdragon X Elite X1E-84-100
SD X Elite Reference 23W
14056 Points -4%
Intel Core Ultra 9 185H
Lenovo Yoga Pro 9 16IMH9
14031 Points -4%
Apple M4 (9 cores)
Apple iPad Pro 11 2024
13350 Points -9%
AMD Ryzen 9 8945HS
Asus ROG Zephyrus G14 2024 GA403U
13155 Points -10%
Apple M3
Apple MacBook Air 13 M3 10C GPU
12034 Points -18%
Intel Core Ultra 7 155H
Dell XPS 13 9340 Core Ultra 7
11982 Points -18%
Apple M3
Apple MacBook Pro 14 2023 M3
11966 Points -19%
AMD Ryzen 7 7840U
Lenovo ThinkPad T16 G2 21K70035GE
11363 Points -23%
AMD Ryzen 7 8840HS
Asus Zenbook 14 OLED UM3406HA
11279 Points -23%
AMD Ryzen 7 8840U
Minisforum V3
11144 Points -24%
Apple M2
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
10093 Points -31%
Intel Core Ultra 7 165U
Dell Latitude 9450 2-in-1
9944 Points -32%
Intel Core Ultra 7 155U
Lenovo Yoga Book 9 13IMU9
9448 Points -36%

Der aktuelle M3 Pro mit 12 Kernen (wie er beispielsweise im MacBook Pro 16 zum Einsatz kommt) ist nur minimal schneller, genauso wie das 80W-Referenzsystem vom Snapdragon X Elite. Noch beeindruckender werden diese Ergebnisse jedoch, wenn man sich den Stromverbrauch des Prozessors ansieht, der im Fall des iPad Pro 13 während des Benchmarks (mit einem 65-Watt-Netzteil) bei rund 15 Watt lag. Das bedeutet, dass der neue M4-SoC trotz höherer Leistung sogar weniger Strom verbraucht und alleine die Tatsache, dass ein derart schneller Chip passiv gekühlt werden kann, dürfte bei der Konkurrenz nur für wenig Freude sorgen.

GPU Performance

Die Grafikkarte setzt wie schon beim M3 auf 10 Kerne und es werden auch die gleichen Features unterstützt. Wir gehen aufgrund des verbesserten Prozesses daher nur von einem etwas höheren Takt aus, wobei die Testergebnisse einen Unterschied zwischen den beiden M4-Modellen nahelegen. Im Geekbench-Metal-Test sehen wir einen Vorteil von 12 % für die neuen GPU gegenüber der alten M3-GPU und die 10-Kern-GPU des Apple M2 wird um 18 % überboten. Die kleine M3-Pro-Grafikkarte mit 14 Kernen ist hier aber noch deutlich schneller (+27 %). In den GPU-Benchmarks messen wir einen Verbrauch von rund 15 Watt, was auch der alten M3-GPU mit 10 Kernen entspricht.

Geekbench 6.2 - GPU Metal
Apple M3 Pro 18-Core GPU
Apple MacBook Pro 16 2023 M3 Pro
78324 Points +46%
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
68043 Points +27%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
53465 Points
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
47699 Points -11%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 13 M3 10C GPU
47686 Points -11%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3
47494 Points -11%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
45460 Points -15%
Apple A17 Pro GPU
Apple iPhone 15 Pro Max
27151 Points -49%

Der 3DMark-Test Wildlife Extreme Unlimited eignet sich sehr gut, um die Leistung von GPUs verschiedener Plattformen zu vergleichen. Bereits die alte M3-GPU war hier ein gutes Stück schneller als die aktuellen iGPUs von Intel sowie AMD. Mit der neuen M4-GPU kann Apple den Vorsprung noch etwas ausbauen und liegt jetzt 30-37 % vor schnellen Varianten der Arc Graphics mit 8 Xe-Kernen und mehr als 60 % vor der Radeon 780M. Interessant ist hierbei zudem, dass der schnelle M4 lediglich 5 % hinter der 30-Watt-Variante der Nvidia GeForce RTX 4050 Laptop im Dell XPS 14 liegt. Die M3-Pro-GPU ist aber auch hier noch einmal deutlich schneller.

In den GFX-Bench-Tests sind die Werte etwas durchwachsener, aber auch hier zeigt sich in fast allen Fällen ein Vorteil gegenüber der M3-GPU. Besonders spannend ist der Test Aztec Ruins Normal Tier Offscreen, da Qualcomm hierfür Ergebnisse veröffentlicht hat. Mit dem neuen M4-SoC kann Apple hier an dem 23-Watt-Referenzsystem vorbeiziehen. 

3DMark / Wild Life Extreme Unlimited
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
12094 Points +36%
NVIDIA GeForce RTX 4050 Laptop GPU
Dell XPS 14 2024 OLED
9394 Points +6%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
8889 Points
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
8457 Points -5%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
8286 Points -7%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
6987 Points -21%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
6909 Points -22%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
6869 Points -23%
Intel Arc 8-Core iGPU
Xiaomi RedmiBook Pro 16 2024
6486 Points -27%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
5869 Points -34%
AMD Radeon 780M
Asus Zenbook 14 OLED UM3406HA
5283 Points -41%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
4663 Points -48%
GFXBench / 4K Aztec Ruins High Tier Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
79 fps +43%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
55.1 fps
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
52.6 fps -5%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
48.6 fps -12%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
48 fps -13%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
48 fps -13%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
47.9 fps -13%
Intel Arc 8-Core iGPU
Asus ZenBook 14 UX3405MA
40.5 fps -26%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
36.6 fps -34%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
27.3 fps -50%
GFXBench / Aztec Ruins High Tier Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
178.7 fps +56%
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
120 fps +5%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
114.5 fps
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
107.9 fps -6%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
107.7 fps -6%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
105.4 fps -8%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
90 fps -21%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
83.4 fps -27%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
58.3 fps -49%
GFXBench / Aztec Ruins Normal Tier Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
481.9 fps +42%
Qualcomm Snapdragon X Adreno 3.8 TFLOPS GPU
SD X Elite Reference 80W
356 fps +5%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
339.7 fps
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
331 fps -3%
Qualcomm Snapdragon X Adreno 3.8 TFLOPS GPU
SD X Elite Reference 23W
294 fps -13%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
289.5 fps -15%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
289 fps -15%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
287.9 fps -15%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
241 fps -29%
Intel Arc 8-Core iGPU
Asus ZenBook 14 UX3405MA
233.2 fps -31%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
210 fps -38%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
141 fps -58%
GFXBench / Car Chase Offscreen
Apple M3 Pro 14-Core GPU
Apple MacBook Pro 14 2023 M3 Pro
376.3 fps +33%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 13 2024
283.9 fps
Apple M3 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 M3
260 fps -8%
Apple M4 10-core GPU
Apple iPad Pro 11 2024
233.8 fps -18%
Apple M2 10-Core GPU
Apple Mac Mini M2
232 fps -18%
Apple M2 10-Core GPU
Apple iPad Pro 12.9 2022
214 fps -25%
Intel Arc 8-Core iGPU
Acer Swift Go 14 SFG14-72
167.07 fps -41%
AMD Radeon 780M
Asus ROG Zephyrus G14 GA402XY
161 fps -43%
Apple M2 10-Core GPU
Apple MacBook Air 15 2023 M2 16 GB
136 fps -52%

Fazit - Apples M4-SoC ist aktuell konkurrenzlos

Im Test: Apple M4 SoC im iPad Pro 13. Testgerät zur Verfügung gestellt von:
Im Test: Apple M4 SoC im iPad Pro 13. Testgerät zur Verfügung gestellt von:

Mit dem neuen M4-SoC hat Apple die bereits hohe Latte des M3-SoC noch einmal erhöht. Vor allem die Leistungszuwächse bei der CPU sind beachtlich und scheinbar ist es Apple gelungen, den Takt zu erhöhen und gleichzeitig den Stromverbrauch zu reduzieren. Natürlich fehlen uns für ein vollumfängliches Bild eine Reihe von Testergebnissen (auch für die Effizienz) aufgrund der Limitierungen durch iPad OS, doch jeweils rund 20 % mehr Leistung in Single-Core- sowie Multi-Core-Szenarien sind beeindruckend. Die GPU-Leistung wurde ebenfalls weiter verbessert, wobei der Vorteil gegenüber der M3-GPU hier etwas kleiner ist. 

Die Ergebnisse an sich sind bereits sehr gut, doch noch beeindruckender wird es, wenn man sich bewusst macht, dass der M4 weiterhin passiv gekühlt werden kann und diese Leistung in einem kompakten Tablet zur Verfügung steht. Weder von AMD noch von Intel gibt es derzeit (und vermutlich auch nicht bei der kommenden CPU-Generation) einen Prozessor, der solch ein Leistungsniveau bei passiver Kühlung erreicht. Auch die kommenden Qualcomm-Laptops mit dem Snapdragon X Elite dürften es schwer haben. Möglicherweise hat Apple den M4 jetzt so schnell gelauncht, um die neuen Snapdragon-SoCs in allen Disziplinen zu schlagen und somit negative Schlagezeilen zu vermeiden, doch um einen wirklichen Konkurrenten für den M4 handelt es sich hier sowieso nicht. Basierend auf den aktuellen Leaks wird es wohl keine passiv gekühlten Laptops mit dem Snapdragon X Elite oder auch dem Snapdragon X Plus geben. Hier werden die nächsten Wochen aber wohl mehr Klarheit bringen.

Der neue Apple M4-SoC ist der mit Abstand schnellste und effizienteste Single-Core-Prozessor auf dem Markt, der weiterhin passiv gekühlt werden kann. AMD und Intel verlieren im Low-Voltage-Bereich immer mehr an Boden und auch die kommenden Snapdragon-CPUs von Qualcomm werden daran kaum etwas ändern können. Die Frage ist nur, wie lange Apple die MacBook-Kundschaft auf die neuen Prozessoren warten lässt. 

Der neue M4-SoC bringt aber auch Probleme mit sich, denn die aktualisierten MacBook-Air-Modelle mit dem M3-Prozessor sind gerade einmal drei Monate auf dem Markt und wer sich jetzt für ein MacBook Air (oder sogar das Basismodell des MacBook Pro 14 mit dem M3) interessiert, weiß ganz genau, dass der neue Prozessor schon fertig ist und deutlich mehr Leistung bietet. Die Frage ist jetzt nur noch, wie lange Apple die MacBook-Kunden warten lassen möchte. Wir können uns gut vorstellen, dass es erst im späten Herbst Aktualisierungen geben wird. 

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Autor: Andreas Osthoff, 19.05.2024 (Update: 19.05.2024)