Formel M1: Warum der Apple-Chip so schnell ist

Seite 3: Apple Fabric, Ausblick auf M2

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Dass Apple nicht nur die Intel-Kerne durch ARM-Cores ersetzt hat, zeigt sich an einem Detail deutlich: Der bisherige T2-Controller fehlt – er war unter anderem für die Anbindung der SSD zuständig. Die hängt nun direkt am Apple Fabric. Die deutsche Übersetzung der Herstellerbezeichnung gibt die Bauweise gut wieder: Es handelt sich um ein Gewebe. Wie bei mehreren übereinander liegenden karierten Blättern eines Notizblocks liegen Schichten aus horizontalen und vertikalen Leiterbahnen in den Silizium-Layers des M1 aufeinander. Sie verbinden alle Einheiten des SoC, und daran hängen nun auch die Flash-Bausteine der SSD. PCIe bedient bei M1-Macs nur noch Thunderbolt und das WLAN/Bluetooth-Modul.

Bei Thunderbolt kann Apple nicht ganz ohne Intel, denn die Technik gehört dem nun geschmähten Chiphersteller. Folglich gibt es zwei der Treiberbausteine JHL8040R von Intel. Es handelt sich um Retimer, welche die Signalintegrität bei langen Leiterbahnen vom eigentlichen Controller bis zu den Ports wiederherstellen. Und in der Tat sind beim neuen MacBook Pro der M1 und die Retimer an gegenüberliegenden Seiten des Logic Boards angebracht. Der Intel-Chip steht mit 2,40 US-Dollar in der Preisliste, ein bisschen Geld fließt also auch mit jedem M1-Mac noch an Intel.

Schon im M1 stecken mit dem SLC und dem auch für die SSD genutzten Fabric Hinweise, wie Apple diese Plattform weiterentwickeln könnte. Die offensichtlichste Neuerung gegenüber dem A14 sind die vier statt zwei Firestorm-Kerne. Für einen iMac sollte sich das leicht nochmals verdoppeln lassen – gegebenenfalls unter Weglassen der Icestorm-Einheiten, denn die Leistungsaufnahme darf hier mehrfach so hoch sein wie bei den drei bisher verfügbaren Geräten MacBook Air, MacBook Pro und Mac mini.

(Bild: Apple, Bearbeitung: Mac & i, Quelle: AnandTech)

Neue M-SoCs wird Apple aber nur dann bringen, wenn TSMCs 5-Nanometer-Fertigung weiterhin problemlos läuft.

Aus dieser kann man allein durch mehr Erfahrung höhere Taktraten erwarten, die bisherigen maximal 3,2 GHz für die Firestorm-Cores sind da als recht konservativ anzusehen.

Bis Ende 2022 sollen alle Macs ausschließlich mit Apple Silicon laufen. Und was geschieht mit dem noch recht neuen Mac Pro? Zwar gibt es erste Gerüchte über einen Apple-Chip mit 32 Cores, aber gesteckte Grafikkarten und andere Beschleuniger sind hier Pflicht, und neue Karten erscheinen ebenso wie sehr schnelle M.2-SSDs nur noch mit PCI Express 4.0 (PCIe 4.0). Davon bräuchte ein Mac Pro mit Apple Silicon einige Dutzend Lanes mehr als der M1. Das bieten einige Großrechner auf ARM-Basis bereits heute.

Es erscheint zweifelhaft, dass Apple mit seinen eigenen GPUs die gerade erst vollzogenen Generationswechsel von AMD und Nvidia überbieten kann. Folglich ist das Bussystem und damit einhergehend die Erweiterung des Fabric sowie des SLC wohl die größte Herausforderung. Auf Software-Seite müssen ARM-Treiber für Radeon/FirePro und Geforce/Quadro her, was auch eGPUs für die mobilen Geräte ermöglichen könnte. Die Frage bleibt, ob Apple Letzteres auch wirklich will.

Zudem sind das ARM-macOS sowie die nativen Anwendungen noch so neu, dass schon die M1-Macs in den nächsten ein bis zwei Jahren allein durch Software-Optimierungen noch deutlich Tempo zulegen dürften. Mit der Freiheit der gesamten Plattform aus einer Hand hat sich Apple auch mehr Verantwortung aufgeladen. Aber selbst für Anwender, die keine Macs nutzen, ist das gut: AMD und Intel sind nun im Zugzwang, auch ihre Designs gründlich zu überdenken.

(lbe)