Apple präsentiert ARM-Macs mit Achtkernprozessor

Zum ersten Mal wieder ohne Intel-Prozessor: MacBook Air, MacBook Pro und Mac mini gibt es demnächst mit Apple-Silicon in Gestalt eines M1.

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  • Johannes Schuster

Apple hat am Dienstagabend wie erwartet die angekündigten Macs mit ARM-Prozessoren vorgestellt. Neben den äußerlich unveränderten MacBook Air 13" mit Retina-Display (ab 1100 Euro) und einem MacBook Pro 13" (1412 Euro) ist überraschend auch ein Mac mini dabei (ab 779 Euro).

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Im Inneren kommt wie beim iPad Air 4 und beim iPhone 12 ein 64-Bit-SoC (System on a Chip) zum Einsatz, der in 5-Nanometer-Struktur hergestellt wird und laut Apple der erste Computerchip mit dieser Bauweise ist. Anders als der A14 Bionic in den iOS-Geräten besitzt der M1 genannte Prozessor aber nicht zwei Performance- und vier Energiesparkerne, sondern vier Cores von jeder Sorte. Zudem sitzt die sechs- bis acht- statt vormals vierkernige GPU mit auf dem SoC und greift auf den gleichen Arbeitsspeicher wie die CPU zu. Dieses Unified Memory unterscheidet sich deutlich von dem Shared Memory der integrierten GPUs der Intel-Chips, die sich einen Teil des RAM abzwacken. Durch Unified Memory soll es zum Beispiel bei Spielen zu Performance-Gewinnen kommen.

Neue Macs mit Apple Silicon (20 Bilder)

Apples erster Mac mit hauseigener M1-CPU ist das neue MacBook Air.

Zum M1 gehört auch noch eine Neural Engine, die Berechnungen mit künstlicher Intelligenz beschleunigt, bei Apple "Machine Learning" genannt. Im iPhone 12 hat die Bionic-Einheit 16 Kerne, bei den neuen Macs ebenfalls. Statt USB 3.1 kommt bei den neuen Macs USB 4.0 zum Einsatz, beide mit Thunderbolt 3 (40 GBit/s) – allerdings geht aus den technischen Daten hervor, dass die USB-Geschwindigkeit bei USB 3.1 Gen 2 (10 GBit/s) bleibt.

Zu den technischen Daten des MacBook Air zählen außer dem M1-Chip ansonsten ein 13,3-Zoll-Display mit 2560 × 1600 Pixeln und 400 Nits Helligkeit, True Tone und erstmals DCI-P3-Farbraum, bis zu 16 GByte RAM, SSDs mit bis zu 2 Terabyte Kapazität, Touch ID zur Entsperrung des Gerätes, eine laut Apple verbesserte FaceTime-Kamera mit 720p-Auflösung, Bluetooth 5 und – erstmals bei einem Mac – Wi-Fi 6. Weil der M1 im MacBook Air nur 15 Watt an Energie benötigt, kann Apple den Lüfter weglassen, wodurch die neuen Airs geräuschslos arbeiten. Die Grafik besitzt anders als bei den beiden anderen Neulingen je nach Modell nur sieben statt acht Kerne. Als Farben stehen Gold, Silber und Space Grau zur Auswahl. Das Gehäuse bleibt weitgehend unverändert, ebenso wie bei den anderen beiden neuen Modellen. Standard sind bei allen 8 GByte RAM und eine 256-GByte-SSD. Das MacBook Air kostet damit 1100,50 Euro. Mit Achtkerngrafik und 512 GByte Flash werden 1364 Euro fällig. 16 statt 8 GByte RAM kosten einen Aufpreis von 224 Euro.

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Das MacBook Pro 13" besitzt die gleiche Display-Auflösung aber 500 Nits Helligkeit, bis zu 16 GByte RAM und bis zu 2 TByte SSDs sowie eine Touch Bar. Als Farben gibt es Silber und Space Grau. Mit 256 GByte Flash kostet das MacBook Pro 13" 1412 Euro, mit 512er-SSD werden 1637 Euro fällig. 16 GByte RAM schlagen erneut mit 224 Euro zu Buche. Extern lässt sich am MacBook Pro ebenso wie beim MacBook Air ein 6K-Display betreiben.

Die Akkulaufzeit des MacBook Air soll laut Apple 18 Stunden betragen, die des MacBook Pro 20 Stunden, bei den Intel-Vorgängern waren es 10 bis 11 Stunden.

Beim neuen Mac mini lässt sich der Arbeitsspeicher ebenfalls bis maximal 16 GByte bestellen und die SSDs fassen optional bis zu 2 TByte. Es gibt nur noch zwei USB-C-Ports mit Thunderbolt, der Mac mini mit Intel-Prozessor hat demgegenüber vier mal USB-C. Es bleibt bei zweimal USB-A. Extern anschließen kann man einen 6K- und zusätzlich einen 4K-Monitor. 10-GBit-Ethernet ist als Option anscheinend nicht mehr erhältlich. Ansonsten ist die Ausstattung auf den ersten Blick nicht wesentlich anders als bisher. Der Mac mini geht mit 256er-SSD für 779 Euro über den Ladentisch, mit 512 GByte Kapazität werden 1003 Euro fällig. Für die RAM-Verdoppelung von 8 auf 16 GByte nimmt Apple 224 Euro.

Alle drei Macs sind ab sofort bestellbar und sollen in der nächsten Woche ausgeliefert werden. Mac mini und MacBook Pro werden von Apple auch weiterhin wahlweise mit Intel-Prozessoren angeboten.

Prozessoren auf ARM-Basis taugen nicht nur für mobile Handhelds, sondern werden dank einfacher Skalierung der Kernzahl inzwischen auch in Super-Computern eingesetzt. So hat der ARM-Rechner Fugaku von Fujitsu mit seinen vielen CPUs mit je 48 Kernen im Sommer den Thron des schnellsten Rechners erklommen und ihn bis jetzt verteidigt. Auch viel Arbeitsspeicher und PCI-Express stellen hardwaretechnisch kein Problem dar, die Treiber könnten freilich eines werden, insbesondere für dedizierte, also eigenständige GPU-Chips.

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Besonders gut sind Apples ARM-SoCs beim Energiesparen: Obwohl der Prozessor "always on" verbleibt, verbrät er durch das Big-Little-Prinzip mit getrennten Kernen kaum Leistung. Das wirkt sich auf die Akku-Laufzeiten und den nötigen Kühlungsaufwand aus. Sehr gut können die Bionics dank Image-Prozessor bereits auf den iPhones mit Video umgehen: Sie ermöglichen sogar das Aufnehmen von 4K mit 60 Hertz bei gleichzeitig laufender Bildoptimierung, während einige Intel-Macs schon beim Abspielen Probleme bekommen.

Der M1 bringt auch eine Secure Enclave zur Speicherung biometrischer Daten auf dem Gerät mit und kann Flash-Speicher direkt managen, was den T2-Chip (der auch ein ARM-SoC ist) von Intel-Macs überflüssig macht. Wie schnell der M1 wirklich ist, müssen unabhängige Tests zeigen.

M1: Die CPU der Apple-Silicon-Macs (4 Bilder)

Apple Silicon: Die neuen Macs werden von Apples M1-CPU mit bis zu 8 Kernen angetrieben, 4 davon sind besonders energieeffizient.

Bisher erreichen ARM-Prozessoren nicht so hohe Taktraten wie Intels-CPUs. Während ARM-Chips bis zu 3 GHz erzielen (etwa im iPhone 12), schafft Intel über 4 GHz, mit TurboBoost sogar über 5 GHz. Zusätzlich können viele x86-CPUs mit Hyper-Threading die Zahl der Kerne virtuell verdoppeln. Weitere Recheneinheiten (SIMD) wie SSE, AVX, AVX2 und AVX-512 erweitern den x86-Befehlssatz und beschleunigen so zum Beispiel das Kodieren bestimmter Video-Formate und müssen von Apple ersetzt werden.

Entwickler müssen nun ihre macOS-Programme auf die neue Architektur anpassen, denn der x86-Code für Intel-CPUs wird nicht einfach nativ auf ARM-Hardware laufen. Für Apps, die auf allen Hardware-Plattformen (Apple Silicon und Intel) laufen, gibt es einen neuen Standard namens Universal 2. Um den Übergang für die Anwender komplikationslos zu gestalten, hat Apple ähnlich wie seinerzeit beim Wechsel von PowerPC zu x86 wieder eine Laufzeitumgebung geschaffen, genannt Rosetta 2. Sie soll bestehende Apps emulieren, bis sie portiert sind. Wie stark das Performance und Kompatibilität beeinflusst, muss sich zeigen. Portiert sind laut Apple bereits einige Apps, die mit oder kurz nach macOS Big Sur erscheinen sollen. (jes)