Apple M1: Der Anfang von Intels Ende – oder nicht?

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Der M1-Prozessor mit ARM-Architektur und acht Prozessorkernen ist ein starkes Stück „Apple Silicon“. Als erstes System-on-Chip mit ARM-Kernen verspricht er schneller zu sein als eine CPU von AMD oder Intel mit vergleichbarer Leistungsaufnahme von 10 bis 20 Watt, wie erste Benchmarks zeigen. Er kommt ab sofort im meistverkauften Apple-Notebook MacBook Air zum Einsatz sowie im MacBook Pro 13 Zoll und im Mac mini.

ARM-Macs: Apples Umstieg auf eigene Prozessoren

Der Mac vollzieht den nächsten großen Wechsel der Prozessorarchitektur. Statt Intel-Prozessoren setzt Apple seit Ende 2020 auf hauseigene ARM-basierte SoCs (System on a Chip), den Anfang macht der M1. Der Umstieg zeichnete sich schon länger ab.

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Später will Apple auch bei allen anderen Macs auf hauseigene Prozessoren umsteigen, wodurch Intel seinen prominentesten Kunden verliert. Die Frage lautet nun, ob der Umstieg auf ARM-Technik Schule macht, also auch andere PC-Hersteller die x86-Prozessoren von AMD und Intel ablösen. Das würde die bisherigen Geschäftsmodelle der beiden wichtigsten x86-Firmen bedrohen.

ARM-Druck

Grundsätzlich scheint der Wechsel zu ARM-Chips machbar: Das marktführende Betriebssystem Microsoft Windows gibt es seit Windows 8 in ARM-Versionen, seit Windows 10 auch für 64-Bit-ARM-Chips mit der Mikroarchitektur ARMv8-A, die auch im Apple M1 steckt. Linux läuft sowieso auch auf ARM, siehe Raspberry Pi, Android-Smartphones und ARM-Server-Chips. Letztere belegen zudem, dass ARM-Technik auch enorme Rechenleistung liefert und sowohl bei RAM-Ausbau (bis zu 4 TByte) und I/O (Dutzende PCIe-4.0-Lanes) nicht zurückstecken muss. Der derzeit weltschnellste Supercomputer Fugaku nutzt ebenfalls ARM-Kerne.

Was theoretisch möglich ist, hat in der Praxis bisher aber nur Apple gezeigt. Denn derzeit gibt es schlichtweg keinen anderen Hersteller, der einen zu den besten x86-Notebookchips konkurrenzfähigen ARM-Prozessor liefern kann. Die wenigen Windows-ARM-Notebooks wie das Microsoft Surface Pro X nutzen Sytems-on-Chip (SoCs) wie den Qualcomm Snapdragon 8cx, den Microsoft leicht optimiert als SQ1 und SQ2 einbaut. Obwohl Qualcomm schon lange vor Apple ARM-SoCs entwickelt hat, liegen die bisherigen Snapdragons deutlich hinter Intels Core-i-Prozessoren und auch AMDs Ryzen 4000U zurück.

Qualcomm hatte sogar schon vor Apple eigene ARM-Kerne namens „Kryo“ entwickelt, die jeweils leistungsfähiger waren als zum gleichen Zeitpunkt verfügbare Standard-ARM-Technik, also die bekannten „Cortex-A“-Typen. Doch trotz der langjährigen Erfahrung hat sich Qualcomm von dieser Optimierung der ARM-Technik weitgehend verabschiedet: Jüngere Kryo-Kerne sind Cortex-A-Kernen aus dem ARM-Regal weitaus ähnlicher als ihre Ahnen, also nicht wesentlich leistungsfähiger. Ähnlich verlief die Entwicklung bei Samsung (früher: Exynos M) und sogar beim baldigen ARM-Besitzer Nvidia (Beispiel Denver/Carmel).

Auch der bisher wohl wichtigste ARM-Serverprozessor Amazon Graviton2 setzt auf die ARM-eigene Mikroarchitektur Neoverse N1 für Server, nachdem mehrere Firmen die Entwicklung optimierter ARM-Serverkerne eingestellt hatten (Qualcomm) oder übernommen wurden (Applied Micro).