Apples A12 Bionic fast so schnell wie Desktop-Prozessoren

Eine beachtliche Leistungssteigerung haben Experten beim Prozessor A12 Bionic festgestellt und sehen ihn performance-technisch in der Nähe von Desktop-Prozessoren. Ihr ausführlicher Bericht auf Anandtech beleuchtet jeden Bereich auf der Chip-Matrize und präsentiert eine hohe Anzahl von Vergleichstests. Darin sehen die Vorgängerchips und alle Android-Konkurrenten nur die Rücklichter der Xs-Boliden.

Mehr auf kleinerem Raum
Durch den 7-nm-Prozess, in dem die neuen Prozessoren gefertigt werden, schrumpfen nicht nur die Bauteile, sondern es passen auch mehr Transistoren auf die Matrizen. Daneben hat Apple einiges an der Architektur geändert. Die Autoren meinen zum Beispiel, dass der System-Cache des A12 die größte Veränderung seit Einführung des A7 erlebt hat. Auch die Neural Engine habe eine starke Überarbeitung erfahren. Laut Apple soll die Anzahl seiner Kerne vervierfacht worden sein. Insgesamt weise das 8-Core-Design des A12 auf eine vierfache Leistungssteigerung hin, in Wirklichkeit liege sie aber fast achtmal so hoch: Von 600 GigaOPs im A11 auf 5 TeraOPs im A12.


Erfolgreiches Cache-Tuning
Apple hat sich anscheinend in mehrerlei Hinsicht den Zwischenspeichern auf den Prozessoren (Cache) gewidmet. So habe Apple den Level-1-Cache der Vortex-CPU auf 64 KB auf 128 KB verdoppelt. Dasselbe gelte für die SRAM-Blöcke. Zudem vermuten die Fachleute anhand der Chiparchitektur, dass der Hersteller dem System-Cache neben doppelt so vielen Schichten auch eine doppelt so hohe Kapazität spendiert hat. Sie soll jetzt bei 8 MB liegen. Die großen CPU-Kerne dürfen damit auf 16 MB Cache in der gesamten Hierachie zugreifen. Das sei eine riesige Menge, die alle anderen Systeme in den Schatten stelle.

Höhere Leistung als im Prospekt
Der Text geht darauf ein, dass die Systemarchitektur des Monsoon (A11) und Vortex (A12) sehr "breit" gefasst sei. Mit geschätzten 13 Ausführungsports ständen beide sehr viel breiter da als etwa der kommende ARM Cortex A76 oder Samsungs M3. Das sehe man auch in den SPEC-Tests. Es zeigt sich, dass die Apple-Prozessoren nicht nur – zum Teil deutlich – leistungsstärker als ihre Konkurrenten sind, sondern auch energieeffizienter. Der A12 schlägt seinen Vorgänger dort mit im Durchschnitt 24 Prozent Steigerung. In Tests, die das Speicher-Subsystem stärker belasten, betragen die Steigerungsraten allerdings bis zu 42 Prozent. Insgesamt messen die Chipexperten in fast allen Bereichen eine höhere Performance als es in Apples Marketingmaterial stand. Der Exynos 9810 aus Samsungs Flaggschiff S9 braucht dort etwa doppelt so viel Energie wie der A11 von 2017 und erreicht nur 55 Prozent dessen Leistung.


Anandtech versucht im ersten Schritt, Lage und Größe der Komponenten zu ergründen. Quelle: Anandtech.com

Speedometer 2: Android abgehängt
Nachdem synthetische Tests die technische Überlegenheit der A-Reihe gezeigt haben, gingen die Autoren dazu über, die System-Performance zu messen. Schließlich könne hier die Software und ihre Zusammenarbeit mit der Hardware einen wichtigen Ausschlag geben. Die Vergleichbarkeit sei auch hier ein schwieriges Unterfangen. Auch wegen der Plattform-Unabhängigkeit haben die Macher auf den Javascript-Benchmark "Speedometer 2" zurückgegriffen. Das iPhone Xs erreicht dort 123 Punkte, gefolgt vom Vorgänger und weiteren iPhones. Das erste Nicht-Apple-Gerät ist das Xiaomi Mi MIX 2S mit 50,42 Punkten auf Platz 7. Das Galaxy 9+ erreichte 47,60 Punkte (Platz 11), das Huawei P20 Pro 35,60 (Platz 13).


Im Speedometer führen die Apple Smartphones vor den Wettbewerbern.

3D: Mit Metal unangefochten
Im 3DMark-Benchmark sieht die Lage anders aus: Hier führen weiter die Smartphones der Wettbewerber, doch Apple holt auf. One Plus, Galaxy S9+ und LG G7 stehen mit Topwerten um die 3,6 Punkten an der Spitze. Das Xs Max erreicht den vierten Platz mit 3,1 Zählern, den fünften teilt sich das Galaxy S8 mit dem iPhone Xs (beide 3,087). Das iPhone X steht abgeschlagen mit rund 2,5 Punkten im Mittelfeld. Einen Vulcan/Metal-kompatiblen Grafik-Benchmark stellt GFXBench dar. Dort setzen sich die Xs-Modelle mit Werten nah an 78 Punkten weit von der Konkurrenz ab. Die besten Android-Vertreter erreichen 35,x Punkte. In einer GFX-Variante, die nur die GPU herausfordern soll, liegen Apples Top-iPhones mit 103, respektive 104 Punkten vorne, während die besten Wettbewerber bei rund 60 Punkten landen. Die Xs-Geräte seien damit mit Abstand die beste mobile Plattform für Games, lautet das Fazit der Tester.


Die neue GPU zeigt der Konkurrenz die Rücklichter – auch dank Metal.

Performance auf Desktop-Niveau
Immer wieder scheint aus dem Bericht zwischen den vielen technischen Details durch, wie außergewöhnlich die Autoren die Performance der neuen Reihe finden. An einer Stelle schreiben sie: "Was ziemlich erstaunlich ist, ist, wie nahe Apples A11 und A12 an den aktuellen Desktop-CPUs liegen". Man habe zwar selber noch keine detaillierten Testreihen laufen lassen, aber die Zahlen von Johan de Gelas etwa zeigten, dass der A12 eine mittelmäßig getaktete Skylake-CPU in der Single-Thread-Performance schlage. Damit sei es nur noch eine Frage der Zeit, wann Apples SoC-Chips auch schnelle Desktop-Prozessoren auf die hinteren Plätze verweisen. Damit liefern die Autoren Wasser auf die Mühlen derjenigen, die zukünftig einen Apple-Prozessor in den Macintosh-Computern sehen.

Kommentare

athlonet08.10.18 12:14
Wenn schon die sparsamen iPhone CPUs von der Leistung her an aktuelle Desktop CPUs heran kommen, dann kann man sich vorstellen was mit mehr Stromverbrauch an Rechenleistung möglich wäre.
Die Umstellung der Macs auf ARM CPUs wird immer wahrscheinlicher.
2019 wird ein spannendes Apple Jahr.
+18
Mendel Kucharzeck
Mendel Kucharzeck08.10.18 12:27
athlonet
Ich denke wir werden auf der WWDC 2019 erstmals etwas von Apple dazu hören.
+10
Peacekeeper2000
Peacekeeper200008.10.18 12:31
Kommt darauf an, wie man die Dinger kühlen kann. Mehr Strom bedeutet ja nicht automatisch mehr Power. Aber prinzipiell wäre auch ein sparsamer Desktop/Laptop natürlich Klasse. Oder eine Mini mit Serverfunktionen ( die dümpeln ja auch oft nur rum ) . Hauptsache die VM's laufen darauf, denn Apple liegt falsch , wenn es davon ausgeht Apple Nutzer würden nur Apple Apps benutzen !

Das finde ich gerade den Charm der derzeitigen MacBooks (pro) : Windows, BSD und macOS läuft auf diesen stylischen Kisten - Treiber für alle OS'es und somit "One Device fits all".
+3
nightsurfer08.10.18 12:35
Eine derartige Überlegenheit ist schon beeindruckend. Nicht daß man das bräuchte, aber nice to have, oder? Ich bin sicher, Apple wird eher früher als später wieder von Intel abkehren und eigene CPUs einsetzen. Und in nicht so ferner Zukunft werden Macs wieder deutlich leistungsfähiger sein als WinDOSen
0
nightsurfer08.10.18 12:38
Mendel Kucharzeck
athlonet
Ich denke wir werden auf der WWDC 2019 erstmals etwas von Apple dazu hören.

Spätestens. Jetzt schwant mir auch, warum man den mini immer noch nicht aktualisiert hat - man wartet auf richtig geile CPUs mit dem Verbrauch eines Smartphones! Für Laptops mega geil!
+2
Boney08.10.18 12:42
Apple hätte auch einen imensen Preisvorteil, wenn sie ihre eigene Prozessor-Architektur verwenden würden. Nein, die Preise werden dadurch nicht sinken, aber die Marge wird weiter erhöht.

Aber müssen im Falle einer Umstellung nicht alle Programme wieder umgeschrieben werden, die auf macOS laufen?
+1
athlonet08.10.18 12:45
Peacekeeper2000
Kommt darauf an, wie man die Dinger kühlen kann. Mehr Strom bedeutet ja nicht automatisch mehr Power. Aber prinzipiell wäre auch ein sparsamer Desktop/Laptop natürlich Klasse.

Selbst im MacBook dürfte die Kühlung besser sein als in einem iPhone.
Etwas mehr Taktfrequenz und 4 oder 8 statt 2 Hochleistungs-Kerne (für die Desktops), und das Ding rennt Kreise um die aktuellen Intel CPUs.
+3
Scrembol
Scrembol08.10.18 12:51
athlonet
Peacekeeper2000
Kommt darauf an, wie man die Dinger kühlen kann. Mehr Strom bedeutet ja nicht automatisch mehr Power. Aber prinzipiell wäre auch ein sparsamer Desktop/Laptop natürlich Klasse.

Selbst im MacBook dürfte die Kühlung besser sein als in einem iPhone.
Etwas mehr Taktfrequenz und 4 oder 8 statt 2 Hochleistungs-Kerne (für die Desktops), und das Ding rennt Kreise um die aktuellen Intel CPUs.

Sieht so aus!
Zumal die Akkulaufzeit deutlich steigen dürfte. Son Mac Mini könnte dann auf winzige Größe geschrumpft werden - Nano könnte dann in die Apple Nomenklatur zurückfinden ^^
Aber ich denke auch, dass das noch mindestens bis 2019 auf sich warten lässt.
Dadurch würden Macs mit nur einem
Chip zu richtigen GamingPCs werden.

Kann man definitiv viele spannende Dinge erwarten. Falls die neuen iPads mit einem A12x ausgestattet werden, dann zeigen die sicher noch deutlicher, was geht
Mein Album WAY HOME - Eric Zobel ab sofort streamen! iTunes, YouTube, Spotify uvm.
+4
mikeboss
mikeboss08.10.18 12:58
https://browser.geekbench.com/ios-benchmarks

https://browser.geekbench.com/mac-benchmarks

mein iMac 2017 hat kaum mehr punkte im single-thread benchmark, das wird locker reichen mit mehr strom und kuehlkoerper/luefter drauf.

das einzige was mir nicht so in den kram passt: ich lasse auf meinen maschinen virtuell oder nativ Linux und/oder MS-Windows laufen. die X86 emulation muesste dann schon verdammt gut sein, um zuegig arbeiten zu koennen. schaunwermal, dann sehnwerschon...
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athlonet08.10.18 13:07
mikeboss
das einzige was mir nicht so in den kram passt: ich lasse auf meinen maschinen virtuell oder nativ Linux und/oder MS-Windows laufen. die X86 emulation muesste dann schon verdammt gut sein, um zuegig arbeiten zu koennen. schaunwermal, dann sehnwerschon...

Das dürfte für Microsoft auch der Durchbruch von Windows 10 on ARM werden.
Die Performance von x86 Software wird natürlich unter der Emulation leiden.
Hier wurde die Emulation auf einem Snapdragon 835 getestet:
Mit der Apple CPU dürfte aber vermutlich deutlich mehr möglich sein.
0
cfkane08.10.18 13:11
Wahnsinn, wie sich hier alle auf etwas freuen, wovon nur Apple Vorteile hat .
Sie senken Kosten, verstärken die Kundenbindung/fesslung und können Aufrüstungen etc. noch teurer verkloppen.
Was kümmert die Kaffeehausschreiber, Apples Hauptkundengruppe, das evtl. Mehr an Leistung? Um die Power-Nutzer kümmert sich Apple doch schon so lange nicht mehr, daß sie als Begründung nicht taugen.
Oder werden die ARMs einfach nur gebraucht, damit die portierten iOS-Apps, des Macs neue Software, auch flüssig genug laufen ...?
+5
Cliff the DAU
Cliff the DAU08.10.18 13:14
Ich freue mich schon auf einen nur 8 mm dicken iMac 27“ mit ARM Prozzi
„Es gibt keine Nationalstaaten mehr. Es gibt nur noch die Menschheit und ihre Kolonien im Weltraum.“
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nacho
nacho08.10.18 13:20
Für die Preise die man bei Intel bezahlt, könnte man auch locker 2-3 solcher Prozessoren in eine Mac verbauen.
Ausserdem wäre bei Mac‘s die Kühlfläche grösser und man könnte die Prozessoren noch weiter hochtakten.
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Michael McDonald08.10.18 13:47
nacho
Für die Preise die man bei Intel bezahlt, könnte man auch locker 2-3 solcher Prozessoren in eine Mac verbauen.
Ausserdem wäre bei Mac‘s die Kühlfläche grösser und man könnte die Prozessoren noch weiter hochtakten.

Naja, ich bin mir ziemlich sicher, dass ein Switch auf Apple Chips für den Endverbraucher keine günstigeren Macs bedeuten würde.
Es würde auch nicht mehr Leistung zum gleichen Preis bedeuten.
Apples Preispolitik kennt seit einige. Jahren nur eine Richtung und die ist nach oben.
Gleichzeitig handelt man sich mit einem Switch auf Apple Chips wieder die gleiche Situation ein, die wir Silberrücken Mac User noch aus den PPC Zeiten kennen.
Eigentlich war das eine gewaltige Erleichterung, als die Mac Welt plötzlich auf die gleiche CPU Architektur wechselte wie der Rest der PC Welt.
Und die einfache und performante Virtualisierung von Windows oder sogar natives Booten ist nur eine nette Nebenerscheinung davon.
Übrigens würden sich so einige Mac Jünger wundern, wieviel Mac Hardware da draußen nativ unter Windows oder zumindest auch mal mit einer Virtualisierung via Parallels/VMware laufen.
Das wäre dann womöglich Geschichte.
Gäbe es jedoch dann mal günstigere Laptops für Office, nicht hi End Enduser hätte ich ja nichts zu meckern, aber ich fürchte, eher friert die Hölle zu, bevor Apple nochmal ein Stück attraktive Mac Hardware unter 1200€ anbietet...
+7
don.redhorse08.10.18 14:38
das sind alles syntetische Benchmarks die nur in der CPU ablaufen. Da wird keine IO Performance gemessen, nicht wie es bei Auslastung verschiedener Programme zur gleichen Zeit, keine speziellen Anwendungen (SSE, Vektorrecheneinheiten via ano tuk AltiVec etc).
Alleine die Anbindung des Arbeitsspeichers ist bei einer Desktop CPU eine ganz andere. Dazu kommen noch PCIe, USB und externe Graphik hinzu. Man keine ARM CPU derzeit mit einer Desktop CPU vergleichen.

Es gibt zwar mitlerweile ein Reihe von AMD CPUs für Server
Aber da sind 32 Kerne je CPU Socket verbaut. Die ARM Kerne sind in einem großen SoC verbaut, der nen eigenen Bereich für PCIe SATA etc. hat. Die Dinger sind für einige spezielle Aufgaben sicherlich gut geeignet, aber eben keine general purpose Maschinen.

Ein wechsel auf ARM kann ich mir trotz alledem vorstellen, dass ganze kann auch Sinn machen. Aber dazu muss Apple die eigenen SoCs noch deutlichst aufbohren. Nur ein macOS für ARM kompilieren, einen SoC auf ne Platine löten und nen paar Anschlüsse rauslegen wird da nicht reichen. Selbst wenn man eine neue API schafft um Touch Apps auch per Maus und Tastatur zu bedienen, ist da noch nen ganzer haufen anderer Dinge anzupassen.
+6
SchaubFD08.10.18 15:01
Fragen an die Techniker hier: ARM ist RISC und Intel CISC, Normalerweise sollte die ARM CPU ggf. hierdurch auch kleiner sein, also wieviel mal kleiner ist eine solche CPU? Die Frage ist dann auch wievile Cores passen auf den gleichen Platz einer Intel CPU? Wie hoch lässt sich eine aktuelle ARM CPU als Desktop CPU takten? Ich denke da etwas an die RISC PC Acorn Zeiten zurück.Traue den ARM CPU's durchaus etwas zu!
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AJVienna08.10.18 15:38
Die ARM cores sind winzig im Vergleich zur Fläche des SoC. Da sind diverse andere Einheiten drauf die den Platz belegen. Insbesondere die GPU.

x86 Support halte ich für unwahrscheinlich. x64 Support wird es wahrscheinlich für die Kompatibilität geben. Vielleicht sogar mit HW Unterstützung. Das streichen der 32bit Unterstützung ist ein Hinweis darauf.

Interessant wäre auch eine Art docking Station die ein iPhone zum vollwertigen Desktop/Laptop Ersatz machen. Das wird aber nur passieren, wenn die Verkaufszahlen/Konkurrenz das erzwingen. 3 Geräte verkaufen bringt mehr Geld.

Auch ein AppleTV könnte ja macOS Supporten. Rechenleistung wäre ja genug da.
+1
SchaubFD08.10.18 15:49
Ich habe so im Verdacht, dass der neue Mac Mini sowas wie ein AppleTV X wird. Dort hat man schon ARM. Auch sehen manche Erweiterungen in iOS12 so aus, wie wenn die Kommunikation mit den anderen Apple Produkten erweitert wird. Multi Messenger, Handover, Airplay usw. usw.
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cps08.10.18 16:46
Intel hat schon mal mit dem Xeon W-3175X gedroht, 28 Kerne mit bis zu 4,3 GHz, ja nach Kühlung wohl auch mehr. Der taugt dann auch als Heizung. Wenn man sich die ARM-CPUs im Serverbereich ansieht, sind die auch keine Kostverächter. Mal abwarten, was da von Apple kommt, wenn was kommt, die Softwareanbieter sind bestimmt schon ganz wild darauf, für einen Nischenmarkt ihre Produkte zu optimieren.
+2
sierkb09.10.18 00:43
SchaubFD
ARM ist RISC und Intel CISC

Diese klar mögliche Unterscheidung in den großen verbreiteten Prozessoren war einmal und ist lange her, mittlerweile haben sich in den großen Prozessoren beide Architekturen einander angenähert – RISC-Prozessoren werden immer komplexer und beinhalten immer mehr CISC-Elemente (allen voran ARM-Prozessoren, jüngster CISC-Fund darin: FJCVTZS – Floating-point Javascript Convert to Signed fixed-point, rounding toward Zero , ), und klassische CISC-Prozessoren, allen voran Intels Prozessoren, beinhalten schon seit langen Jahren RISC-Elemente bzw. RISC-Architektur, sind im Grunde schon lange Hybriden.

Wikipedia (de): :
CPUs mit CISC-Befehlssatz waren lange Zeit mikroprogrammiert. Heute findet man kaum noch mikroprogrammierte CISC-CPUs. Ab dem Pentium Pro verfügen die Intel-Prozessoren über eine vorgeschaltete Funktionseinheit, die komplexe Befehle in RISC-ähnliche einfache Befehle übersetzt, die ein RISC-ähnlicher CPU-Kern dann ausführt. Je nach Hersteller und CPU werden diese Einheiten ROP, Micro-Op oder µOp genannt.

Beispiele für CPUs mit CISC-Befehlssatz sind der Intel 8086, der Intel 80386, der Motorola 68000, der Zilog Z80 und die CPUs der System z-Reihe von IBM.

Weblearn Uni Bremen: Risc vs. Cisc am Beispiel "Intel" :
[…]
RISC oder CISC

Es ist also nicht ganz richtig, den Pentium-Prozessor als RISC-CPU zu bezeichnen, doch beispielsweise das Pipeling, die Möglichkeit, Mehrprozessor- systeme aufzubauen sowie weitere Features stammen eindeutig aus der RISC-Welt. Es handelt sich also um eine Mischform, die nicht eindeutig einzuordnen ist, und demnach werden für den Pentium - je nachdem, aus welcher Sicht er betrachtet wird - beide Zuordnungen verwendet.
Bereits beim 486-Prozessor ist ein Decoder enthalten, der die Befehle in einfache und komplexe Instruktionen aufteilt. Diese werden dann dem Teil der CPU, die mit der Hardware-Logik arbeitet (einfache Befehle) oder dem Microcode-Pfad(komplexe Befehle) übergeben. Ein optimierender Compiler erzeugt - wenn möglich - einfache Instruktionen.
Zum andern gibt es heute die Trennung CISC und RISC nicht mehr. Intels erster 64 Bit Prozessor Itanium hat Anleihen an RISC gemacht. Die RISC Prozessoren wurden mit der Weiterentwicklung auch komplexer und nähern sich CISC.

Mit dem neuen 64 Bit Itanium Prozessor wird auch bei Intel eine RISC Einheit mit 128 Registern einziehen. Der neue 64 Bit Modus ist eine richtige RISC Architektur mit konstanter Befehlsbreite von 41 Bit, wobei zur Optimierung 3 Befehle zu einem 128 Bit Doppelwort zusammengefasst werden…

Bernd Leitenberger: CISC und RISC - Die Gegensätze der Rechnerarchitekturen :
Zum anderen gibt es heute die Trennung CISC und RISC nicht mehr. Intels erster 64 Bit Prozessor Itanium hat Anleihen an RISC gemacht. Die RISC Prozessoren wurden mit der Weiterentwicklung auch komplexer und nähern sich CISC. Schlussendlich aber gibt es die CISC Architektur des x86 Prozessors nicht mehr...
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SchaubFD09.10.18 08:15
Danke für die ausführliche Darstellung. Habe das seit Mitte der Neunziger nicht mehr weiter verfolgt, finde es aber trotz allem spannend.
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RyanTedder
RyanTedder09.10.18 14:41
So wie ich es verstehe sind die A Prozessoren ja wirklich nur auf Niveau der stromsparenden U Prozessoren vin Intel. Das ist natürlich schon sehr beeindruckend, aber für die diversen Pro Macs muss schon eine ganze Menge mehr drin stecken. Solange nicht alles Metal kompatibel ist, ist die GPU Leistung auch eher bescheiden. Da ich kein Pro User bin reicht mir die Leistung der A Prozessoren zwar völlig, Aber bis Apple auf Intel verzichten kann, wird es doch sicherlich noch Jahre dauern. Es würde mich zumindest stark wundern wenn Apple mal eben einen eigenen Prozessor auf den Markt bringt, der auch ein Macbook Pro zu genügend Leistung verhelfen kann. Maximal im neuen Macbook 12“ oder Air könnte ich mir sowas vorstellen. Aber ich lasse mich gerne überraschen. Das Know How traue ich Apple zumindest zu
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Tai09.10.18 23:56
Michael McDonald
Apples Preispolitik kennt seit einige. Jahren nur eine Richtung und die ist nach oben. ...eher friert die Hölle zu, bevor Apple nochmal ein Stück attraktive Mac Hardware unter 1200€ anbietet...
MBP 15, jeweils grösste Konfig (Quelle Mactracker):
2013: 3299$
2014: 3199$
2015: 3199$
2015: 2799$
2016: 2799$
2017: 2799$
2018: 2799$
Attraktive Mac Hardware unter 1200 gab's nur einmal (imho): Mac Mini. Aber es gab auch schon Macs mit 25.000 DM Neupreis: Mac II fx
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