Apple wechselt in seinen Macs von Intel- auf ARM-Prozessoren
Auf der Keynote zu der Entwicklerkonferenz WWDC hat Apple den Übergang von Intel- auf ARM-Prozessoren bekanntgegeben.
Apple hat auf seiner in diesem Jahr nur online gestreamten Entwicklerkonferenz WWDC den Wechsel von Intel- auf ARM-Prozessoren bei seinen Macs angekündigt. Laut Tim Cook sollen innerhalb von zwei Jahren alle Mac-Modelle auf die ARM-Architektur umgestellt werden. Es soll aber auch weiterhin sowohl Macs mit Intel-Prozessor als auch Software dafür geben. Der erste Serien-Mac mit ARM-Prozessor – "Apple Silicon" genannt – soll noch in diesem Jahr erscheinen. Die CPU enthält neben neuem Power-Management und dem abgesicherten Speicherbereich „Secure Enclave“ auch eine eigene GPU-Einheit.
Entwickler haben nun Zeit, ihre macOS-Programme auf die neue Architektur anzupassen, 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 Microsoft Office, Photoshop und Final Cut Pro.
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Entwickler können bis zum Verkauf der ersten Macs mit ARM-Prozessoren ihren Code auf einem "Developer Transition Kit", einem speziellen Mac mini mit A12Z-Prozessor (bekannt aus dem iPad Pro 2020), 16 GByte RAM und 512-GByte-SSD testen. Der Mietpreis dafür beträgt 539 Euro. Anschließend müssen sie die Hardware zurückgeben.
Unklar ist die Zukunft von Boot Camp: Es gibt zwar auch Windows-Versionen für ARM-Prozessoren, allerdings laufen darauf weder sonderlich viele Programme noch Spiele. Apple erwähnte nur Linux, das unter Rosetta 2 laufen soll.
Was Apple zum Wechsel bringt
Doch was treibt Apple zu diesem Schritt? Waren noch vor einigen Jahren ARM-Prozessoren für Notebooks oder gar Desktops und Server ungeeignet, so hat sich hier einiges getan. Der schnellste Supercomputer der Welt ist zurzeit ein ARM-Rechner, nämlich der erst kürzlich vorgestellte Fugaku von Fujitsu. Er arbeitet mit ARM-Prozessoren (A64FX), die 48 Kerne haben und mit 2,2 GHz laufen.
Eine Datenbreite von 64 Bit erreichen ARM-CPUs schon lange, nunmehr stellen auch die Anbindung von sehr viel Arbeitsspeicher, sehr vielen Rechenkernen und PCI Express kein Problem mehr dar. Thunderbolt 3 könnten die ARM-Macs gleich überspringen und mit USB 4 starten, dessen Spezifikationen Thunderbolt 3 umfassen. Unklar bleibt zunächst, ob existierende externe Grafikchips oder Grafikkarten mit PCIe sich an ARM-Prozessoren nahtlos anbinden lassen. Bisher hat Apple nur Macs angekündigt, in denen wohl lediglich Prozessoren mit integrierten GPUs arbeiten. Es gibt auch noch keine PCs oder Windows-Notebooks mit ARM-Prozessoren und dedizierter Grafik.
Apple Silicon (10 Bilder)
Apple entwirft ja nicht nur seine Prozessoren der A-Reihe selbst, sondern seit einigen Jahren auch die eingebauten Grafikeinheiten. Diese dürften schon jetzt mit den integrierten GPUs von Intel auf einem Niveau liegen.
Bisher erreichen die bekannten ARM-Prozessoren allerdings längst nicht so hohe Taktraten wie Intels CPUs. Während ARM-Chips einen Basistakt zwischen 2 und 3 GHz erzielen, schafft Intel über 4 GHz, mit TurboBoost über 5 GHz. Zusätzlich können viele x86-CPUs mit Hyper-Threading die Zahl der Kerne virtuell verdoppeln. Zusätzliche Recheneinheiten (SIMD) wie SSE, AVX, AVX2 und AVX-512 erweitern den x86-Befehlsatz und beschleunigen so zum Beispiel das Kodieren bestimmter Video-Formate.
Apple kann hier mit einigen Ko-Prozessoren (Motion, Bionic) und dem Big-Little-Design kontern: Bei Letzterem werden bei wenig Last die effizienteren Kerne und bei viel Last die stärkeren oder alle Kerne zusammen eingeschaltet. ARM-Prozessoren wird daher allgemein eine höhere Energie-Effizienz nachgesagt, insbesondere im Ruhezustand, wenn aber doch noch schnell auf Ereignisse reagiert werden muss (WhatsApp-Nachricht trifft ein, wenn das iPhone gesperrt ist). Ob sich diese höhere Effektivität auch bei hohen Taktraten und voller Belastung zeigt, ist eine spannende Frage, die sich erst durch Messungen an den künftigen Macs beantworten lässt.
(jes)
