Vor fünf Jahren hat Apple die Welt der Computer verändert.

Apples Entscheidung, sich von Intel zu trennen und eigene Chips der M-Serie für die Mac-Produktlinie zu entwickeln, hat dazu beigetragen, dass das Unternehmen seine Konkurrenten sowohl in puncto Leistung als auch Akkulaufzeit übertroffen hat.

Im Jahr 2017 integrierte Apple eine neuronale Verarbeitungseinheit (NPU) zur Unterstützung von KI-Aufgaben in seine mobilen Chips. Drei Jahre später, Ende 2020, ersetzte Apple die Intel-Prozessoren in Macs durch seine eigenen Chips der M-Serie.

Fünf Jahre nachdem Tim Cook seinen Abschied von Intel und den Wechsel zu speziell entwickelten Siliziumchips für Macs angekündigt hatte, setzen die Chipgenerationen M1 bis M5 weiterhin neue Maßstäbe in puncto Leistung und Energieeffizienz.

Ein historischer Deal

Die Entscheidung, die 14-jährige Partnerschaft (2006–2020) mit Intel zu beenden, fiel nicht leicht. Apple verfügt jedoch über langjährige Erfahrung und Erfolge im Bereich Halbleiterdesign und setzte bereits 2010 eigene Chips für iPhones und iPads ein.

Entscheidend ist, dass Apple nicht nur einen leistungsstarken, sondern auch einen extrem energieeffizienten Chip wünscht. Tim Millet, Vizepräsident für Plattformarchitektur, erklärte, das Geheimnis liege in der engen Zusammenarbeit der Chiparchitekten mit dem Softwareteam.

Statt zu raten, weiß das Designteam genau, wie der Chip eingesetzt wird, um das zu optimieren, was am wichtigsten ist.

Der Prozessor der M-Serie ermöglicht es Macs, eine höhere Leistung und bessere Energieeffizienz als Konkurrenzprodukte zu bieten. Foto: Tom's Guide.

Als die ersten Prototypen auf den Markt kamen, war selbst Apples Führungsteam verblüfft. „Es war, als würde man einen Mac zum ersten Mal kennenlernen. Ich schaltete ihn ein und stellte fest, dass sich die Akkulaufzeit nicht verändert hatte, und fragte mich, ob die Software überhaupt richtig funktionierte.“

„Ich werde nie das Gefühl vergessen, diese Maschine zum ersten Mal in den Händen zu halten. Ich war so aufgeregt, dass die ganze Welt den Mac wieder erleben konnte“, erinnerte sich Millet.

Der Vizepräsident für Plattformarchitektur brachte eine treffende Analogie: „Es ist, als ob man einen ganzen Ozean an Energie (den großen Laptop-Akku, der für den Intel-Chip vorgesehen ist) zur Verfügung hätte, um etwas zu betreiben, das nur für den Betrieb in einem kleinen Teich (den energieeffizienten M1-Chip) konzipiert wurde.“

Im Zuge ihrer Forschung stellte das Team von Apple außerdem fest, dass Intels Leistung pro Watt stagnierte.

Mit dem M1-Chip erzielte Apple unterdessen eine höhere Leistung bei deutlich niedrigeren Taktraten. Dies war ein entscheidender Schritt zur Verwirklichung des Unternehmenstraums eines dünnen, leichten MacBook Air, das ohne Lüfter auskommt und dennoch eine hohe Leistung bietet.

Die Möglichkeit, auf einem MacBook Pro mit M4-Chip gleichzeitig auf mehreren hochauflösenden Displays auszugeben. Foto: Apple.

Genau das hatte sich Steve Jobs vorgestellt, als er das erste MacBook Air aus dem Umschlag nahm.

Da sowohl das MacBook Air als auch das iPhone von Apple entwickelte Siliziumchips verwenden, können sich die Softwareteams zudem leichter auf eine einheitliche Plattform konzentrieren.

Dadurch können Teams viele Apps integrieren, die Nutzern bereits von ihren iPhones bekannt sind. So wird alles für iPhone-Nutzer, die auch Macs verwenden, vertrauter.

Einheitliche Architektur

Laut Tom's Guide liegt die Leistungsfähigkeit der M-Serie-Chips in ihrer einheitlichen Speicherarchitektur. Bei herkömmlichen Computern verfügen CPU und GPU über separate Speicher, und Daten müssen über PCI-Express-Anschlüsse hin und her kopiert werden, was zu Latenzzeiten führt.

Bei Apple Silicon befinden sich CPU, GPU und Neural Engine auf demselben Chip und nutzen denselben Speicher. Millet erklärt, dass diese grundlegende Änderung es Entwicklern erspart, sich Gedanken darüber zu machen, „Bilder an einem Ort zu erstellen und sie dann über ein anderes Netzwerk zu übertragen“.

Tom Boger, Apples Vizepräsident für Produktmarketing bei iPads und Macs, betonte, dass dieser Vorteil im Zeitalter der KI von entscheidender Bedeutung sei.

„Bei großen Sprachmodellen können wir den gesamten Speicherpool nutzen. Man kann LLMs mit zig, ja sogar hunderten Milliarden Parametern direkt auf einem MacBook Air ausführen – etwas, das nur dank der Magie der einheitlichen Architektur möglich ist“, kommentierte Boger.

Trotz des jüngsten KI-Hypes um ChatGPT integriert Apple die Neural Engine bereits seit 2017 in iPhones.

Für den M1-Chip hat Tim Millets Team den Prozessor jedoch komplett neu entwickelt. Dadurch sind die Chips der M-Serie bestens für die aktuelle KI-Welle gerüstet. Der M5 – die neueste Chipversion in Macs, die Apple als „weltweit schnellsten CPU-Kern“ bezeichnet – bietet eine bis zu 20 % höhere Leistung (verglichen mit dem M4-Chip) bei Multithreading-Aufgaben wie Codekompilierung und Multitasking.

Die Abbildung veranschaulicht den Aufbau des M5-Chips. Foto: Apple.

Apples Umstellung von Intel-Chips auf Chips der M-Serie in Macs hatte nicht nur Auswirkungen auf die Computerindustrie, sondern kann auch als Durchbruch für das Unternehmen selbst betrachtet werden.

Laut Analyst Avi Greengart wird diese Veränderung nicht nur die Branche verändern, sondern auch „Apple selbst befreien“.

„Das gibt Apple die Kontrolle, die sie sich immer gewünscht haben, und die Flexibilität, Ressourcen bestimmten Teilen des Chips zuzuweisen. Ein Jahr konzentrieren sie sich auf die CPU, im nächsten Jahr auf die GPU. Die Architektur selbst bietet den Vorteil des integrierten Speichers, wodurch CPU und GPU denselben Speicher nutzen können, anstatt dass die GPU auf separaten Speicher angewiesen ist“, kommentierte Greengart.

Diese Flexibilität hat Apple einen doppelten Vorteil verschafft: technische Leistungsfähigkeit und strategische Unabhängigkeit. Nicht länger an Intels langsames Tempo gebunden, konnte sich der Mac-Hersteller auf eine Weise differenzieren, wie es seit Motorola nicht mehr der Fall war.

Darüber hinaus hat Apple Konkurrenten wie Intel, AMD und Qualcomm gezwungen, ihre Strategien zu ändern und sich von einem Wettlauf um reine Rechenleistung zu einem Kampf um Energieeffizienz zu verlagern.

Dank Skaleneffekten und vertikaler Integration konnte Apple die Kosten zudem auf eine Weise kontrollieren, wie es anderen Unternehmen nicht möglich ist.

„Wir sehen High-End-Computer, die aber für unter 1.000 Dollar verkauft werden. Viele betrachten Apple als Premiummarke, weil das Unternehmen hauptsächlich in diesem Marktsegment tätig ist. Doch die Chips der M-Serie, insbesondere ältere Versionen wie der M1, ermöglichen es Apple, leistungsstarke Prozessoren in Laptops zu verbauen, die an Schüler verkauft werden“, sagte Greengart.

Quelle: https://znews.vn/5-nam-truoc-apple-thay-doi-the-gioi-may-tinh-post1614291.html