Apple M1 Pro vs Apple M4 (10 cores)

Apple M1 Pro

Der Apple M1 Pro ist ein System on a Chip (SoC) von Apple, der im Apple MacBook Pro 14 und 16 aus 2021 verbaut wird. Es integriert alle 10 CPU Kerne von denen zwei Stromspar-Kerne sind (E-Cores) und 8 Performance-Kerne (P-Cores). Die Taktung der Performance-Kerne rangiert von 600 bis 3220 MHz, die Effizienz-Kerne können von 600 bis 2064 MHz takten. Einen kurzen Turbo Boost oder höhere Taktraten für einzelne Kerne gibt es nicht. Neben den 28 MB L2 Cache, kann die CPU und die GPU auf 24 MB System Level Cache zurückgreifen.

Der Chip wird mit 16 GB LPDDR5-6400 Unified Memory ausgeliefert auf die CPU und GPU gleichzeitig zugreifen können und die mit einem schnellen 256 Bit Speicherbus (max. 200 GB/s) angebunden werden.

Weiters bietet der Chip eine 16-Kern-Neural-Engine für AI-Beschleunigung, die Secure Enclave, Unified Memory Architecture, ISP und Media De- und Encoder.

Der TDP des Chips wird nicht angegeben, die Package Power kann aber bis zu 46W betragen (CPU und GPU gemeinsam). Der Prozessor-Teil alleine kann sich ca 21,5 Watt genehmigen.

Der Chip wird im modernen 5nm Prozess bei TSMC gefertigt und soll sehr energieffizient sein. 

Apple M4 (10 cores)

Der Apple M4 (10 Kerne) ist ein System-on-a-Chip auf ARM-Architektur mit 10 CPU-Kernen, einer Neural Engine mit 16 Kernen und einer GPU mit 10 Kernen und RT-Unterstützung. Der M4 wurde im Mai 2024 im Rahmen eines iPad-Launch-Events vorgestellt; er verfügt über 4 Leistungskerne, die mit bis zu 4,4 GHz laufen, was eine deutliche Verbesserung gegenüber dem M3 und dessen Höchsttaktfrequenz von 4,06 GHz darstellt. Außerdem verfügt dieser neue Chip über 4 Performance-Kerne und 6 Effizienz-Kerne, während der M3 mit 4 Performance-Kernen und 4 Effizienz-Kernen auskommen musste.

Vom M4 gibt es auch eine schwächere Einstiegs-Variante mit 9 der 10 CPU Kerne.

Architektur und Eigenschaften

Es scheint, dass die neuen CPU-Kerne mit höheren Taktfrequenzen laufen als die des M3 und auch einige kleinere architektonische Verbesserungen aufweisen. Die SME2-Unterstützung weist darauf hin, dass sowohl für die Leistungskerne als auch für die Effizienzkerne eine stark angepasste Version der ARM v9.4-A-Mikroarchitektur verwendet wird. Der integrierte Hauptspeicher ist nun schnellerer LPDDR5X-7500 RAM (Unified Memory), während der M3 auf 6400 MT/s beschränkt war. Bei den drahtlosen Verbindungen bleibt s leider bei Wi-Fi 6E und BT 5.3. Thunderbolt 3 / USB 4-Unterstützung ist an Bord, genau wie DisplayPort-Unterstützung. Die aktualisierte NPU liefert bis zu 38 TOPS Leistung für KI-Workloads.

Leistung

Laut ersten Daten (laut Geekbench-Datenbank) soll der 3-nm-Chip in jeder Hinsicht 10 bis 25 % schneller sein als der M3.

• M4 (10 Kerne) Geekbench 6.2 - frühe Ergebnisse, MT / ST: ~14.500 / ~3.800 Punkte
• M3 Geekbench 6.2 - Notebookcheck-Datenbank, MT / ST: ~12.000 / ~3.080 Punkte

Nach diesen Ergebnissen wurde die Multi-Thread-Leistung, die NPU-Leistung und die GPU-Leistung alle erheblich gesteigert. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob diese Verbesserungen auch bei langfristiger Belastung aufrechterhalten werden können und auch bei anderen Benchmarks umgesetzt werden können.

Grafik

Ähnlich wie die 10-Kern-GPU des M3 verfügt die M4-GPU (ebenfalls 10 Kerne) über Hardware-Unterstützung für Raytracing sowie Mesh-Shading und andere moderne Technologien. Sie unterstützt externe Bildschirme mit Auflösungen von bis zu 6K und kann die gängigen AV1-, HEVC- und AVC-Videocodecs hardwaremäßig dekodieren (die Kodierung wird für AV1 noch nicht unterstützt). 

Stromverbrauch

Das M4 wird in einem sehr dünnen Metallgehäuse ohne jegliche aktive Kühlung untergebracht sein. Es ist davon auszugehen, dass der dauerhafte Stromverbrauch des Chips nicht über 5 Watt liegen wird, wobei kurzfristige Spitzenwerte von bis zu 14 Watt theoretisch möglich sind. 

In der offiziellen Pressemitteilung von Apple heißt es, dass der Chip in einem 3-nm-Prozess der zweiten Generation“ (höchstwahrscheinlich ein TSMC-Prozess) gefertigt wird, der eine sehr gute Energieeffizienz (ab H1 2024) gewährleistet.