Apple stellt den A14 vor: Was bedeutet das für die kommenden ARM-Macs?

Im Sommer kündigte Apple auf der Worldwide Developers Conference 2020 an, dass beim Mac ein großer Schritt bevorsteht: Statt Intel-Prozessoren werden künftige Macs hauseigene, auf der ARM-Architektur basierende Prozessoren einsetzen. Schon seit geraumer Zeit eilt Apple mit den A-Chips dem Markt davon und hat laut einigen Industriebeobachtern im Smartphone- und Tablet-Markt einen Vorsprung von mehreren Jahren was Leistung und Energieeffizienz anbelangt. Da Intel bereits seit einigen Jahren bezüglich Weiterentwicklungen und neuen Fertigungstechnologien auf der Stelle tritt, scheint der "Switch" zu A-Chips ein logischer Schritt.


Kurz nach der WWDC 2020 lieferte Apple an ausgesuchte Mac-Entwickler ein Developer Transition Kit aus. Dabei handelt es sich um einen Mac im Mac-mini-Gehäuse, in welchem sich statt einer Intel-CPU ein Apple A12Z wiederfindet. Diesen Prozessor setzt Apple im aktuellen iPad Pro ein. Doch das DTK ist kein fertiger Mac: Beispielsweise fehlt Thunderbolt, die Taktrate ist identisch zum iPad und auf eine Lüftersteuerung verzichtet Apple vollständig – die Lüfter im DTK laufen mit niedriger, konstanter Umdrehungszahl. Das DTK wurde dafür gebaut, dass Entwickler ihre Apps vorab auf die neue Systemarchitektur portieren können – explizit wurde es Entwicklern verboten, Performance-Messungen durchzuführen und zu veröffentlichen.

Performance des DTKs
Natürlich hielt das Verbot die Entwicklergemeinde nicht davon ab, Messungen durchzuführen. Hierbei leistete das DTK in etwa so viel wie ein aktuelles iPad Pro – was nicht verwunderlich ist, da die Taktrate wie auch der Prozessor gleich ist:

Modell Single-Core Multi-Core
Developer Transition Kit, A12Z, 2,4 GHz, 4/8 Kerne  1098  4555
iPad Pro 2020, A12Z, 2,4 Ghz, 4/8 Kerne  ~1100  ~4600
Mac mini 2018, i3, 3,6 GHz, 4 Kerne  ~910  ~3400
MacBook Air 2020, i5, 1,1 GHz, 4 Kerne ~1120 ~3400
MacBook Pro 2019, i9, 2,3 GHz, 8 Kerne  ~1130  ~7200
iPhone 11, A13, 2,66 GHz, 2/6 Kerne  ~1340  ~3400

Der neue Apple A14
Mit dem gestern vorgestellten iPad Air kündigte Apple auch die nächste Generation der A-Prozessoren an: Der A14. Dieser wird, anders als der A12 und 13, im 5nm-Verfahren gefertigt. Apple betonte, dass der A14 mehr Leistung bei gleichzeitig geringerer Abwärme bietet. Im Vergleich zum A13 bringt der A14 ganze 40 Prozent mehr Transistoren mit – 11,8 Milliarden finden sich auf dem Die wieder.


Apple veröffentlichte zum A14 nur Vergleiche mit dem A12 – da dieser sich im iPad Air der vorherigen Generation wiederfand. Apples Zahlen zufolge übertrifft die CPU-Performance des A14 den A12 um 40 Prozent. Bei der Grafikleistung sind es immerhin 30 Prozent mehr. Im iPad Air setzt Apple auf zwei Performance-Kerne und vier Effizienz-Kerne – wie auch schon bei der vorherigen Generation und im iPhone.

Beim Umstieg vom A12 auf den A13 im iPhone 11 sagte Apple, dass der A13 etwa 20 Prozent schneller bei CPU- und GPU-Aufgaben ist – demnach machte Apple mit dem A14 einen weiteren Sprung was Performance und Energieeffizienz anbelangt.

Der Apple A14 im Vergleich zum A12X/Z
Auf dem "Time Flies"-Event wurde Apple nicht müde zu erwähnen, dass der A14 deutlich schneller ist als gängige Windows-Laptops. Es ist zu erwarten, dass auch die kommenden Macs mit einem A14-Prozessor ausgestattet sind – doch wahrscheinlich mit höherem Basistakt, höherem Turbo-Boost-Takt und einer erweiterten GPU mit mehr Kernen. Schon beim A12Z im iPad Pro stattete Apple die GPU des A12 mit 4 zusätzlichen Kernen aus.

Der A12 und A12X/Z unterscheiden sich auch von der CPU-Kern-Anzahl: Die X/Z-Variante bringt zwei zusätzliche Performance-Kerne mit – somit stehen vier Performance-Cores und vier Effizienz-Kerne zur Nutzung bereit. Die Kerne an sich sollen sich aber zwischen den Varianten des A12 nicht unterscheiden.

Der A12 erreichte rund 1100 Zähler im Geekbench-Test auf einem Prozessorkern. Sollte der A14 tatsächlich um 40 Prozent schneller sein, sind hier Werte von 1400-1500 Zählern in Reichweite – wohlgemerkt bei 2,4 GHz Maximaltaktrate. Moderne Intel-Prozessoren erreichen im Turbo-Boost Taktraten von weit über 4 GHz. Der A13 kommt bei 2,66 GHz auf 1340 Zähler im selben Benchmark, ein Intel Core i9 auf einen Wert von 1130.

Was bedeutet das für die kommenden ARM-Macs?
Die kommenden Macs mit Apple Silicon werden mit hoher Wahrscheinlichkeit über andere Kernkonfigurationen verfügen als der A14 – wahrscheinlich über vier Performance-Kerne und vier Effizienzkerne wie der A12X/Z. Außerdem ist davon auszugehen, dass die Taktrate der kommenden ARM-Macs deutlich über 2,4 GHz liegen dürfte – zumindest beim MacBook Pro und den Desktop-Macs.

Unter der Annahme, dass Apple die Taktrate des A14 in Macs mit aktiver Kühlung steigern kann, wären somit im Benchmark-Werte bei Test eines einzelnen CPU-Kerns im Bereich zwischen 1500 und 1900 Zählern im Bereich des möglichen. Natürlich hängt dies von vielen Faktoren ab – mit der Vorstellung des A14 ist es aber nahezu sicher, dass die kommenden ARM-Macs die Leistung der aktuellen Intel-Macs spürbar übertreffen dürften.

Kommentare

MrWombat
MrWombat16.09.20 09:01
Glaube nicht das die kommenden notebooks oder Mac Mini mit dem selben A14 kommen (außer vielleicht das MacBook Air/MacBook 12). Dort können’s ja mehr Watt beanspruchen und trotzdem lange Laufzeiten erreichen - vor allem beim Mac Mini

Glaube eher, das es für die Notebooks/Rechner eine eigene Serie geben wird, die mehr Energieverbrauch erlauben und höhere Performance erreichen.
-5
pünktchen
pünktchen16.09.20 09:15
MBA vielleicht ein A14z mit 4+4 Kernen, MBP und Desktops dann mit entsprechend mehr Kernen. Takt vielleicht so 3 GHz, ich denke mehr wird sich nicht lohnen weil die Abwärme irgendwann viel mehr steigt als die Leistung. Sieht man ja auch bei Intels Chips. Schon das MBA könnte dann auf einen Geekbenchscore von etwa 1800 / 7500 kommen.

Das wäre dann 3-5 mal schneller als mein altes MBA, sollte dann auch für VMs mit emulierter Hardware ausreichen.
+3
sharif16.09.20 09:16
Kann mich noch an früher erinnern, da waren das eher so 100% Sprünge von Jahr zu Jahr und jetzt muss man, damit die Zahlen etwas größer wirken schon den Vergleich nehmen mit einer CPU von vor 2 Jahren.
A14 nur Vergleiche mit dem A12 – da dieser sich im iPad Air der vorherigen Generation wiederfand. Apples Zahlen zufolge übertrifft die CPU-Performance des A14 den A12 um 40 Prozent. Bei der Grafikleistung sind es immerhin 30 Prozent mehr. I
-3
pünktchen
pünktchen16.09.20 09:19
Wann bitte schön sollen das Sprünge von 100% pro Jahr gewesen sein? Nicht mal in den 80ern Jahren.

Vielleicht denkst du an moore’s law aber das bezieht sich auf die Anzahl der Transistoren die sich alle zwei Jahre verdoppeln soll. Und die ist auch gegenüber dem A13 immerhin fast 40% höher.

+5
subjore16.09.20 09:29
pünktchen
Wann bitte schön sollen das Sprünge von 100% pro Jahr gewesen sein? Nicht mal in den 80ern Jahren.

Bis zum A9 waren die jährlichen Verbesserungen so 40-100%. Auch der Sprung zum A11 war eine sehr deutliche Steigung der Performance. Ansonsten liegt es derzeit immer zwischen 20-30% Zuwachs. Das ist nicht besser als das was in der x86 Welt erreicht wird. (Nur das Niveau ist ne ganze Ecke höher).
-1
awk16.09.20 09:34
MrWombat
Glaube nicht das die kommenden notebooks oder Mac Mini mit dem selben A14 kommen (außer vielleicht das MacBook Air/MacBook 12). Dort können’s ja mehr Watt beanspruchen und trotzdem lange Laufzeiten erreichen - vor allem beim Mac Mini

Glaube eher, das es für die Notebooks/Rechner eine eigene Serie geben wird, die mehr Energieverbrauch erlauben und höhere Performance erreichen.

Sehe ich genauso. Es macht überhaupt keinen Sinn übermäßig sparsam zu sein. Von einem Macbook Pro erwarte ich vor allem Leistung. Schon die heutigen Geräte arbeiten mit dem Akku lange genug um vernünftig mobil arbeiten zu können.
Ich könnte mir vorstellen, dass in dem vermuteten neuen 12" Macbook ein nur leicht modifizierter iPad Prozessor zum Einsatz kommt. Spätestens für iMac oder gar Mac Pro wird ein eigenes Prozessordesign nötig.
+1
pünktchen
pünktchen16.09.20 09:34
subjore
Bis zum A9 waren die jährlichen Verbesserungen so 40-100%.

Gar nicht wahr!

A7 259 / 477
A8 308 / 569
A9 541 / 991
A10 742 / 1317
A11 921 / 2241

Durchschnittliche Steigerungsrate Single Core: 37%
+7
STB
STB16.09.20 09:39
edit
0
subjore16.09.20 09:40
pünktchen
subjore
Bis zum A9 waren die jährlichen Verbesserungen so 40-100%.

Gar nicht wahr!

A7 259 / 477
A8 308 / 569
A9 541 / 991
A10 742 / 1317
A11 921 / 2241

Durchschnittliche Steigerungsrate Single Core: 37%

Und davor?
Ich sprach ja auch nur von bis zum A9. Der Sprung zum A5 und zum A7 waren auch sehr groß.

Edit:
Mit Geekbench 3 waren die Multi Core Ergebnisse:
A4: 200
A5: 400
A6: 1200
A7: 2450
A8: 2800
A9: 4300
-1
pünktchen
pünktchen16.09.20 09:42
@STB - Was du so mit blossem Auge siehst.

(921/259)^(1/4) = 1,3732195147

@ subjore: keine Ahnung, da läuft GB5 wohl nicht drauf.
0
subjore16.09.20 09:59
subjore
Mit Geekbench 3 waren die Multi Core Ergebnisse:
A4: 200
A5: 400
A6: 1200
A7: 2450
A8: 2800
A9: 4300

Jährliche Steigerungsrate vom A4 zum A9 sind 84%.
Bei single Core ging es immerhin von 200 auf 1600 hoch (jährlich 51%).

Btw. Die Geekbench 3 Ergebnisse gibt es leider nur etwas umständlich unter archive.org von ihrer Webseite (früher browser.primatelabs.com)
0
CJuser16.09.20 10:11
Also nach den Apple-Anhaben oben, bietet der A14 ggü. dem A13 nur einen Unterschied von
+ 16,67 % bei der CPU
+ 8,33 % bei der GPU
Hört sich nach nicht gerade viel an, aber man müsste eigentlich etwas differenzieren zwischen Single- und Multi-Core Performance. Interessant wird es jedoch noch beim RAM. Für das Air und die iPhones reicht die Leistung aber definitiv

Mal schauen, ob es zukünftig vielleicht sowohl ein x- und z-Modell zur selben Zeit gibt. Jeweils halt mit unterschiedlicher Grafikleistung. In den Macs wird der Basis-Chip bestimmt nicht zu finden sein.

Wie groß ist das Plus zwischen A12 und A12x bzw. A12z eigentlich noch?
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subjore16.09.20 10:26
CJuser

Ja gerade bei der Grafik hatte ich sogar den Verdacht, dass er sich auf den A13 bezieht.
Der A13 hat einen Geekbench Metal Score, der 36% über dem A12 liegt.
Es stimmt Apple hat damals damit geworben, dass alles 20% schneller wird (CPU und Grafik). Solch eine kleine Grafik Verbesserung wäre echt wenig. Vielleicht ist ihre Grafikchipabteilung dieses Jahr auch mit einem anderen Projekt beschäftigt.
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Peacekeeper2000
Peacekeeper200016.09.20 11:19
Eigentlich ist mir der Prozessor ziemlich egal, solange eine VM mit Windows darauf läuft. Wenn das nicht bei dem A14 der Fall sein sollte, dann vielleicht beim Axx - solange bleibe ich noch bei meine macs mit intel inside.
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cps16.09.20 15:19
Wir werden dann ja irgendwann sehen, wie sich Apple gegen Dual Workstations mit Epyc oder Xeon schlägt. IBM hat ja den Power10 angekündigt.
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don.redhorse16.09.20 17:48
Der Power10 ist aber nen heißes Eisen, mit dem Ding schmilzt ja jeder Desktoprechner. Diese Geekbenches sind eh Käse warum keine SPECMarks

http://www.spec.org/

Damit kann man dann vergleichen (auch wenn die komplette Suit nen paar Stunden braucht...)
+1
Michael Lang16.09.20 18:47
Peacekeeper2000
Eigentlich ist mir der Prozessor ziemlich egal, solange eine VM mit Windows darauf läuft. Wenn das nicht bei dem A14 der Fall sein sollte, dann vielleicht beim Axx - solange bleibe ich noch bei meine macs mit intel inside.

Eine VM mit Windows wird auf ARM nie laufen!!
Es kann höchstens eine Emulation geben, aber da glaube ich noch nicht dran, weil viel zu langsam und die Kompatibilität schwierig ist. Da wird man dann noch länger warten müssen bis das gut läuft (noch so 1-2 Generationen des A-Chips).
- Das größte Maul und das kleinste Hirn,wohnen meist unter derselben Stirn. - Hermann Oscar Arno Alfred Holz, (1863 - 1929), deutscher Schriftsteller
+1
CJuser16.09.20 18:57
There is no "A14X" in the ARM MacBook.
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pünktchen
pünktchen16.09.20 19:46
Michael Lang
Eine VM mit Windows wird auf ARM nie laufen!!
Es kann höchstens eine Emulation geben, aber da glaube ich noch nicht dran, weil viel zu langsam und die Kompatibilität schwierig ist.

Eine VM ist eine VM, auch wenn sie eine Emulation einsetzt. Die wird es auch praktisch gleich geben weil es sie für iOS auch schon gibt 8 ). Die Geschwindigkeit wird natürlich nicht berauschend sein aber für viele Sachen bei denen es nicht auf Geschwindigkeit ankommt ausreichend. Schlimmer als damals VirtualPC wird das sicher auch nicht.
+1
rs
rs16.09.20 20:42
Also, wenn ich mich recht erinnere, sprach Apple davon, dass der Prozessor weit schneller ist, als der meistverkaufte Windows-Laptop. Dass der zur Top-Line gehört, darf bezweifelt werden. Ich habe so ein bisschen den Eindruck, dass momentan dem Apple-Werbefeldzug für ihre A-Prozessoren ein wenig auf dem Leim gegangen wird.

Ich bin auch sehr gespannt, wie am Ende die Gesamtperformance unter Realbedingungen aussehen wird (+ Multicore und Grafik). Und dann schauen wir mal, was wirklich am Ende rauskommt. Zumindest weniger warme Luft…
details are the most important
0
pünktchen
pünktchen16.09.20 21:22
PS:
UTM 2.0 includes a redesign of the frontend for iOS 14 and introduces support for macOS 11.

Building (macOS)

Mostly the same as for iOS but with the following changes:
...
For building dependencies on Apple Silicon platforms, run ./scripts/build_dependencies.sh -p macos -a arm64


Also wer Zugriff auf ein DTK hat kann das doch mal ausprobieren!

0
Thyl17.09.20 12:35
das ist doch alles noch sehr spekulativ, dank einer ganzen Reihe unklarer Faktoren:

-warum überhaupt Efficiency Cores, zumindest bei den Desktops? Nimmt Chipfläche weg und ist dort nicht nötig
-was ist aus dem Gerücht mit 12 Kernen geworden?
-Taktraten bis 5 Ghz können auch noch kommen, energetisch sollte das möglich sein
-Das mit den GPUs ist derzeit auch total unklar, aber vermutlich spätestens nächstes Jahr dann richtig wichtig.

Und zudem gibt es Faktoren, die die Geschwindigkeit massiv beeinflussen können, über die wir auch noch nichts wissen, einerseits die Spezialrecheneinheiten für KI, Video-Codecs und was weiß ich noch. Zum anderen der verwendete, geteilte Speicher für CPUs und GPUs, was sowohl gut (HBM2?) als auch schlecht (eben wegen der Teilung) sein kann.

So viele Inponderabilien derzeit....

Apple kann jetzt völlig frei die Prozessorarchitektur entscheiden. Wenn sie wollen, könnten sie sogar die Trennung von Haupt- und MAssenspeicher auflösen und direkt byte-weise adressierbare Flash-EPROMs einsetzen.
0
pünktchen
pünktchen17.09.20 13:25
Thyl
-warum überhaupt Efficiency Cores, zumindest bei den Desktops?

Bei gut parallelisierbaren Aufgaben sind die nicht zu verachten. Ein Lightning Core im A13 ist etwa so schnell wie 3-4 Thunder Cores. Vielleicht wäre zB eine Kombination aus 4 schnellen und 20 sparsamen Kernen schneller als 8 schnelle Kerne?
Thyl
-was ist aus dem Gerücht mit 12 Kernen geworden?

4+8 halt

Da wird es sicherlich verschiedene CPUs für verschiedene Bedürfnisse geben.
Thyl
-Taktraten bis 5 Ghz können auch noch kommen, energetisch sollte das möglich sein

Ich kann mir nicht vorstellen dass man einen bisher auf 2.5 GHz laufenden Kern sinnvoll auf 5 GHz hochschrauben kann ohne massiv was an der Architektur zu ändern. Wie lang ist denn zB die Pipeline von Apples A-CPUs?

Aber es mag natürlich sei dass sie für die Macs ganz neue Cores entworfen haben und sich nicht schlicht aus ihrem mobilen Baukasten bedienen.
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MacRaul17.09.20 17:23
Thyl
-Taktraten bis 5 Ghz können auch noch kommen, energetisch sollte das möglich sein

Der Turboboost bei Intel ist nur eine sehr ineffiziente Krücke, um die Singlecore Leistung kurzfristig auf ein akzeptables Niveau zu heben aber dafür eine Verlustleistung von locker dem 3 fachen der spezifizierten TDP in Kauf zu nehmen, was das die Beschleunigung in der Dauer extrem einschränkt. Entweder man baut dafür Monsterkühler um dieses Erfolgsgefühl etwas zu strecken, was Apple bisher erfolgreich verweigert hat, oder man betreibt den Prozessor in einem ökonomischen sinnvollen Takt und widmet sich lieber einer effizienteren Core Architektur.
Der immens große Vorteil von Apple liegt darin, dass die Effizienz pro Core derart gesteigert haben, dass sie rein von der bisherigen Notebook TDP her betrachtet die Anzahl fast beliebig steigern könnten, aber das schon eine 6/4/16 Konfiguration locker mit dem Großteil von Intel/AMD Grafik Kombination mithalten kann, aber das bei einer Gesamt TDP von 15 bis 20 Watt.
-2

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