Kernbeißer

Apple Mac Studio mit M2 Max und M2 Ultra im Test

Apple feierte 2022 mit dem Mac Studio einen viel beachteten Einstand in der Workstation-Klasse. Damals fanden wir allerdings einige Schwächen. Die 2023er-Auflage merzt diese nicht nur aus, sondern lockt mit noch mehr Leistung.

Von Johannes Schuster und Dušan Živadinović

Apple bietet für den Schreibtisch vier Arten von Macs an: Den Mac mini, den sattsam bekannten iMac mit eingebautem Bildschirm, den dank mehreren Steckplätzen gut erweiterbaren, aber sündhaft teuren Mac Pro im Tower-Gehäuse und seit 2022 die Workstation Mac Studio. Letztere richtet sich an Anwender mit überdurchschnittlichen Anforderungen an CPU- und Grafikleistung, beispielsweise an Audio- und Video-Producer.

Den Mac Studio gibt es in diversen Chip-, RAM- und Massenspeicherkonfigurationen. Äußerlich sehen alle gleich aus. Aber weil manche Händler noch Restbestände der 2022er-Serie verkaufen, hier nochmal die wichtigsten Leistungsmerkmale zur Einordnung: In der 2022er-Serie steckt der M1-Chip von Apple, wahlweise in Max- oder in Ultra-Ausführung. Das Basismodell Mac Studio treibt der Max-Chip an, der 10 Haupt- und 24 Grafikkerne enthält (CPU, GPU). Bei der Einstiegsvariante des Ultra-Modells sind es 20 CPU- und 48-GPU-Kerne. Das Max-Modell gibt es auch mit 8 zusätzlichen GPU-Kernen, das Ultra-Modell mit 16 zusätzlichen GPU-Kernen. Außerdem können die Geräte je nach damaliger Bestellung bis zu 128 GByte RAM und bis zu 8 TByte Massenspeicher enthalten.

Erst in der aktuellen, äußerlich gleichen 2023er-Serie verbaut Apple den neuen, leistungsfähigeren M2-Chip. Das Basismodell mit M2 Max kostet 2400 Euro (M1 Max: 2300 Euro) und enthält 12 Haupt- sowie 30 Grafikkerne. Man bekommt es aber auch mit 38 GPU-Kernen (230 Euro zusätzlich). Den M2 Max liefert Apple wahlweise mit 32, 64 oder 96 GByte RAM. Die RAM-Datentransferrate beträgt wie beim M1-Modell gute 400 GByte/s.

Die beiden Ultra-Varianten enthalten jeweils doppelt so viele Kerne, also 24 CPU-Kerne und 60 oder 76 GPU-Kerne. Die Basisversion des M2 Ultra kostet 4800 Euro (M1 Ultra: 4600 Euro), 78 Grafikkerne kosten zusätzlich 1150 Euro. Die Ultra-Variante ist mit 64, 128 oder 192 GByte RAM erhältlich, das RAM liefert wie beim M1 Ultra sehr gute 800 GByte/s. In der Vollausstattung kostet ein Mac Studio M2 Ultra mit 192 GByte RAM und 8-TByte-SSD 10.319 Euro.

Wir haben den Mac Studio Ultra in Vollausstattung und den Mac Studio mit M2 Max mit 12 CPU- und 30 GPU-Kernen, 32 GByte RAM und 1-TByte-SSD getestet (2629 Euro). Vorweg: Den 2022 noch mitgetesteten, inzwischen von Apple aus dem Lieferprogramm genommenen Mac Pro auf Intel-Grundlage hängen die Mac Studios mit M2-Chips noch deutlicher ab. Stattdessen betritt der lange erwartete Mac Pro mit M2-Chips die Bühne und lockt mit PCI-Express-Slots und noch mehr schnellen Schnittstellen. Ihm widmen wir uns in einer der kommenden Ausgaben.

Das Innenleben steckt beim Mac Studio in einem Aluminiumgehäuse von 19,7 Zentimeter Kantenlänge, was der Grundfläche des Mac mini entspricht. Der Mac Studio ist aber 9,5 Zentimeter hoch, der Mac mini nur 3,6.

An der Front sind ein SDXC-Steckplatz mit UHS-II und zwei USB-C-Buchsen angebracht; beim M2 Ultra führen diese auch Thunderbolt 4. Auf der Rückseite befinden sich vier Thunderbolt-4-, zwei USB-A-, ein HDMI-Port in 2.1-Ausführung, ein Kopfhörerausgang und ein 10-Gigabit-Ethernet-Anschluss. Der Mac Studio mit dem M2-Chip Ultra wiegt 3,6 Kilogramm und damit ganze 900 Gramm mehr als die Variante mit dem M2 Max. Daran wird indirekt die weit höhere Abwärme des M2 Ultra sichtbar, denn um diese abzuführen, verwendet Apple einen Kühlkörper aus Kupfer, das Wärme besser leitet als Aluminium, welches in der Max-Variante die Abwärme des Chips aufnimmt.

Schnittstellenmängel ausgemerzt

Die Schnittstellenbestückung ist äußerlich gleich geblieben, aber wir hatten beim Test der M1-Generation einige Schwächen gefunden, die Apple mit der Neuauflage ausbessert: Die USB-A-Buchsen des M1 Max sind nur gemäß USB 3.2 Gen 1 ausgelegt (max. 5 Gbit/s). Entsprechend maßen wir in c’t 10/22 einen Durchsatz von 430 MByte/s. Nun sind die Max-Modelle ebenso wie die Ultra-Modelle mit A-Buchsen gemäß USB 3.2 Gen 2 bestückt (max. 10 Gbit/s). Im Test erreichten sie bis zu 920 MByte/s – praktisch für schnelle Backups auf einer USB-SSD.

Ein weiterer Schwachpunkt der M1-Serie ist der SD-Slot: Er liefert weniger als 100 MByte/s. Die M2-Serie kam im Test auf maximal 240 MByte/s. Bemängelt hatten wir auch, dass Apple in den 2022er Mac Studios nur HDMI 2.0 eingebaut hat (max. Auflösung 4K bei 60 Bildern pro Sekunde). Nun bringen alle M2-Modelle HDMI 2.1 mit (max. Auflösung 8K bei 60 Bildern pro Sekunde, bei 4K-Auflösung bis zu 240 Bilder pro Sekunde).

Bei den Funkschnittstellen hat Apple ebenfalls draufgesattelt und liefert nun den Kabelersatzfunk Bluetooth in Version 5.3 und WLAN in WiFi-6E-Ausführung. Bluetooth 5.3 zeichnet sich gegenüber Bluetooth 5.0 mit verbesserten Stromsparfunktionen und robusterem Verhalten bei Funkstörungen aus. Mit WiFi 6E können WLAN-Geräte nicht nur wie bisher im 2,4- und 5-GHz-Band funken, sondern zusätzlich im bisher noch wenig genutzten 6-GHz-Band. Außerdem lassen sich sowohl im 6- als auch im 5-GHz-Band bis zu 160 MHz breite Kanäle mit zwei MIMO-Streams für maximal 2400 MBit/s brutto aufbauen.

In mehreren Testdurchläufen lieferte der Mac Studio über den Deko-Router XE75 und das 6-GHz-Band rund 900 Mbit/s netto (2400 Mbit/s brutto) zu einem MacBook Pro, das die Daten über das 5-GHz-Band annahm. In Umgebungen mit wenig 5-GHz-Konkurrenz dürfte mehr drin sein, denn das MacBook bremste oft von 160 MHz auf nur 80 MHz herunter und stellte zumeist nur Bruttoraten von 1200 Mbit/s gemäß WiFi 6 ein.

Der Audioausgang ist unverändert: Die Buchse liefert schon mit gängigen niederohmigen Schallwandlern sehr gute 116 dBA Rauschabstand. Die Signalspannung genügt aber auch für hochohmige Studiokopfhörer und liefert damit exzellente 127 dBA Rauschabstand. Ein Mikrofon fehlt und für die Klangausgabe hat Apple nur einen Mono-Lautsprecher spendiert. Hilfsweise kann man das von Apple gefertigte EarPod-Headset mit In-Ear-Kopfhörern und Monomikrofon anschließen oder einen Monitor mit Mikro und Lautsprechern, etwa Apples neues Studio Display.

Woher die Leistungsverdoppelung rührt

Bei genauem Blick auf die Chip-Merkmale zeigen sich etliche weitere Unterschiede zu den M1-Versionen: M2 Max und M1 Max enthalten gleich viele Hochleistungskerne, aber im M2 stecken nicht nur zwei, sondern vier Energiesparkerne und die Taktfrequenzen sind leicht erhöht auf 2,4 oder 3,5 GHz (M1: 2,1 oder 3,2 GHz). Beim M2 Ultra laufen die Performance-Kerne sogar mit 3,7 GHz. Auch daran lässt sich ermessen, weshalb der M2 Ultra einen leistungsfähigeren Kühlkörper benötigt.

Der M2 Ultra besteht aus zwei M2-Max-Einheiten, die über eine sehr schnelle Vermaschung mit 2,5 TByte/s kommunizieren (Die-to-Die-Interconnect) und in einem gemeinsamen Chipgehäuse stecken. Ähnliche Konzepte haben auch Hersteller anderer (Chiplet-)Prozessoren umgesetzt.

Aus Sicht des Betriebssystems und der Anwendungen verhält sich das Sandwich wie ein M2 Max, bis darauf, dass er alles schneller erledigt. Entsprechend liefert der Ultra bei Aufgaben wie Cinebench oder Geekbench fast die doppelte GPU-Power (siehe Balkendiagramm). Und gegenüber den Vorgängern mit M1-Chips legte die CPU-Leistung bei den beiden Tests um rund 20 Prozent zu.

Außerdem sind am M2 Ultra zwei Thunderbolt-Controller und doppelt so viele Schnittstellen für den auf dem Package aufgelöteten Arbeitsspeicher angebracht. Deshalb kann er gegenüber dem M1 Ultra weit mehr RAM adressieren (192 GByte gegenüber 128 GByte). Der M2 Max adressiert nur 96 GByte und das auch nur in der Vollausstattung mit 38 Grafikkernen. Nachträglich erweitern lässt sich das aufgelötete RAM weiterhin nicht.

Das Konzept des gemeinsamen Arbeitsspeichers für CPU- und GPU-Kerne hat Apple unverändert übernommen (Unified Memory). So ist der Arbeitsspeicher zwar etwas langsamer als vergleichbares RAM auf PCIe-Grafikkarten, aber weil die Daten nicht umkopiert werden müssen, arbeiten die M2-GPUs unterm Strich schneller. Den Metal-Test von Geekbench absolvierte der schnellste M2 Ultra rund 66 Prozent eher als der M2 Max mit 30 GPU-Cores und gegenüber den M1-Vorgängern nahm die Metal-Performance jeweils um rund ein Drittel zu. Beides klingt gut, aber noch gibt es kaum Software, die alle 76 GPU-Kerne gleichzeitig nutzt. In den Spieletests ist der M2 Ultra etwa 40 Prozent schneller als der M2 Max.

Für synthetische Tests haben wir wie üblich unter anderem die Test-Suite Geekbench eingesetzt. Im Balkendiagramm sind die Werte für Geekbench 5 abgebildet, um die neuen Studios mit entsprechenden Tests anderer Macs vergleichen zu können. Zusätzlich haben wir das aktuelle Geekbench 6 verwendet, um die M2-Plattform AMD- und Intel-Prozessoren gegenüberzustellen. Dabei liefert der M2 Ultra ähnliche CPU-Leistung wie die aktuell stärksten Desktop-CPUs von AMD und Intel. Die Single-Core-Leistung beträgt 2832 Punkte, der AMD Ryzen 9 7950X ist mit 2875 Punkten nur knapp voraus. Es führt Intels Core i9-13900KS mit 3089 Punkten. Im Multicore-Test sieht es ähnlich aus.

Doch oberhalb der Desktopklasse rangieren die eigentlichen Dickschiffe von Intel und AMD, darunter der Ryzen 9 7950X3D mit Riesen-Cache, die den M2 Ultra deutlich abhängen, obwohl er gemessen am M1 Ultra aufgeholt hat. Dabei schlägt sich die Mehrleistung des M2 Ultra gegenüber dem M1 Ultra in höherer Leistungsaufnahme nieder: Der Mac Studio M2 Ultra schluckt unter Volllast 245 Watt. Die Oberklasse-Chips von AMD und Intel nehmen in vergleichbaren PCs nur rund 30 Watt mehr auf. Sehr teure x86-Workstations lassen sich zudem mit Serverprozessoren wie dem AMD Epyc 9004 mit 96 Kernen, mehreren Terabyte RAM sowie KI-Beschleunigern bestücken.

Noch schnellere Videobearbeitung

Dem M2 Max kommt wie dem M1-Vorgänger die spezielle Media Engine zugute, welche Videobearbeitung extrem beschleunigt, dabei aber nur wenig Abwärme erzeugt. Der M2 Ultra enthält zwei dieser Einheiten. Im M2 ist die Media Engine noch etwas schneller: Ein 4K-Video in Apples Format ProRes mit einer Länge von 2:35 Minuten rendert der Mac Studio mit M1 Max in 31 Sekunden, der M1 Ultra in 27 Sekunden. Die M2-Chips erledigen dieselbe Aufgabe in 26 beziehungsweise 24 Sekunden.

Für unseren Test mit mehreren 8K-Videospuren (Redcode RAW mit RED-Plugin) braucht der Mac Studio mit M1 Max 102 Sekunden und der M1 Ultra 74 Sekunden. Die M2-Nachfolger verkürzen die ohnehin sehr guten Werte weiter auf 83 und 57 Sekunden. Auf dem Mac Studio mit M2 Ultra ließ sich ein besonders anspruchsvolles Projekt, das aus acht 8K-Streams besteht, mit Apples Codec ProRes RAW in 19 Sekunden rendern, mit dem Vorgänger sind 23 Sekunden erforderlich. Für den Mac Studio M2 Max ist diese Aufgabe eine viel größere Herausforderung: Nachdem aus drei Tracks planmäßig acht wurden, ging es nur noch sehr langsam voran und insgesamt dauerte der Export 1516 Sekunden. Der M1 Max war bereits nach 36 Sekunden fertig. Die Ursache für den enormen Unterschied blieb bis zum Redaktionsschluss unklar.

Die in den Testmustern eingesetzten SSD-Massenspeicher von 1 und 8 TByte Kapazität lieferten in Durchsatzmessungen erwartet hohe Werte über 6000 MByte/s. Kleinere SSDs erreichen dieses Niveau unter Umständen nicht, siehe ct.de/yndf.

Beide Geräte kühlen je zwei große Axiallüfter, und zwar im Normalbetrieb kaum hörbar. Die Mehrleistung des Mac Studio M2 Ultra schlug sich nicht nur in sehr guten Benchmark-Ergebnissen nieder, sondern auch in erhöhter Lautstärke. Nach 30 Minuten Dauerlast fiel er mit deutlich erhöhter Lüfterdrehzahl auf (0,7 bis 0,8 Sone).

Fazit

Der Mac Studio liefert in der 2023er-Ausführung mit den M2-Chips nochmals mehr Leistung. Reizt man den Primus M2 Ultra komplett aus, geht das aber zum Preis einer saftigen Stromrechnung; von der ehemals hochgelobten Genügsamkeit gegenüber x86-Chips hat Apples M-Plattform im Rennen um mehr Leistung einiges eingebüßt.

Aber damit hat sich Apple definitiv in der Workstation-Klasse festgebissen: Verglichen mit den M1-Vorgängern leisten die Mac Studios mit den M2-Chips bis auf eine Ausnahme teils weit mehr bei überschaubaren Aufpreisen von 100 bis 200 Euro. Audio- und Video-Producer dürften ihre Freude daran haben.

Dieser Beitrag gründet auf einer Kooperation mit unserer Schwesterzeitschrift Mac & i. (dz@ct.de)

Test Mac Studio mit „altem“ M1: ct.de/yndf