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Apple A16 Bionic vs Apple M3 Max 16-Core vs Apple M3

Apple A16 Bionic

► remove from comparison Apple A16

Der Apple A16 Bionic ist ein System on a Chip (SoC) von Apple, der in der iPhone 14 Pro Serie verbaut wird. Er integriert sechs 64-Bit-fähige ARM-Kerne (2 Performance Kerne namens Everest mit bis zu 3,46 GHz und 4 Stromsparkerne namens Sawtooth mit bis zu 2,02 GHz). Laut Apple wurden vor allem die Stromsparkerne überarbeitet. Einen größeren Sprung gab es bei der Speicherbandbreite (laut Apple +50% für die GPU), da Apple von LPDDR4X auf LPDDR5 umstieg. Nach ersten Analysen von angstonomics bleibt der L2 Cache der E-Cores bei 4MB, die P-Cores haben nun aber 16 MB L2 Cache. Dafür wurder der SLC (System Level Cache) von 32 auf 24 MB anscheinend verringert.

Auch die integrierte Neural Engine für AI-Berechnungen wurde nur leicht schneller (von 15,8 auf fast 17 TOPS) und bietet weiterhin 16 Kerne. Die integrierte Grafikeinheit des A16 bietet weiterhin 5 Kerne und profitiert am meisten von der höheren Speicherbandbreite. Die neue Display Engine ermöglicht die neuen Features wie das Always On Display, die adaptive Bildwiederholungsrate von 1 bis 120 Hz und verbessertes Antialiasing (genutzt in der dynamic Island).

Die CPU-Performance erhöhte sich im iPhone im Vergleich zum A15 Bionic nur leicht. Trotzdem ist der Chip die schnellste CPU für Smartphones und lässt z.B. den Snapdragon 8+ Gen 1 sowohl in Einzelkern- als auch im Multikerntests deutlich hinter sich.

Mit knapp 16 Milliarden Transistoren erhöht sich die Anzahl auch nur leicht im Vergleich zum A15 Bionic, bleibt im Vergleich zu anderen Smartphoneprozessoren aber riesig.

Laut Apple wurde beim A16 großer Wert auf die Effizienz gelegt und in Verbindung mit dem neuen 4nm Prozess (bei TSMC) ist dies anscheinend auch gelungen. Die beiden großen CPU Kerne sollen 20% stromsparender sein als beim A15. 

Apple M3 Max 16-Core

► remove from comparison Apple Apple M3 Max 16-Core

Der Apple M3 Max (16 Core) ist ein System on a Chip (SoC) von Apple für Notebooks der gegen Ende 2023 vorgestellt wurde. Er integriert eine neue 16-Kern-CPU mit 12 Performance Kernen mit bis zu 4,06 GHz  und 4 Effizienzkernen mit 2,8 GHz. Es gibt auch eine abgespeckte 14-Kern-Variante mit 30-Kern GPU.

Die Prozessorleistung ist durch die höheren Taktraten und Architekturverbesserungen auch in Benchmarks deutlich besser als der M2 Max und kann mit den schnellsten mobilen CPUs mithalten (wie einem Core i9-13900HX).

Der M3 integriert weiters eine neue Grafikkarte mit Dynamic Caching, Mesh Shading und Ray-Tracing-Beschleunigung per Hardware. Im Spitzenmodell werden alle 40 Kerne des Chips genutzt und unterstützen bis zu 5 Displays gleichzeitig (internes und 4 externe).

GPU und CPU können gemeinsam auf den gemeinsamen Speicher auf dem Package zugreifen (Unified Memory). Dieser ist in 48, 64 und 128 GB-Varianten erhältlich und bietet 400 GB/s maximale Bandbreite (512 Bit Bus). 

Die integrierte 16-Kern Neural Engine wurde ebenfalls überarbeitet und bietet nun 18 TOPS Spitzenleistung (versus 15,8 TOPS beim M2 aber 35 TOPS im neuen A17 Pro). Die Video-Engine unterstützt nun auch AV1 Dekodierung in Hardware. H.264, HEVC und ProRes (RAW) können weiterhin de- und enkodiert werden. Der Max Chip bietet wie der Vorgänger zwei Video-Engines und kann daher zwei Streams gleichzeitig en- bzw. dekodieren.

Das integrierte WLAN unterstützt leider nur weiterhin WiFi 6E (kein WiFi 7), im Unterschied zum kleinen M3 SoC wird aber Thunderbolt 4 auch unterstützt (max 40 Gbit/s).

Der Chip wird im aktuellen 3nm Prozess (N3B) bei TSMC hergestellt und beinhaltet 92 Milliarden Transistoren (+37% vs. Apple M2 Max).  Unter Last verbraucht der der CPU-Teil bis zu 56 Watt, gesamt kann der Chip 78 Watt nutzen.

Apple M3

► remove from comparison Apple M3

Der Apple M3 ist ein System on a Chip (SoC) von Apple für Notebooks der gegen Ende 2023 vorgestellt wurde. Er integriert eine neue 8-Kern-CPU mit 4 Performance Kernen mit bis zu 4,06 GHz  und 4 Effizienzkernen mit 2,8 GHz. Apple gibt an das die CPU um bis zu 20% schneller ist als im alten Apple M2 (3.5 GHz)

Die Prozessorleistung ist durch die höheren Taktraten und Architekturverbesserungen auch in Benchmarks deutlich besser als der M2 und kann in Einzelkerntests mit den schnellsten CPUs mithalten.

Der M3 integriert weiters eine neue Grafikkarte mit Dynamic Caching, Mesh Shading und Ray-Tracing-Beschleunigung per Hardware. Laut Apple soll sie um 20% schneller sein als die GPU im M2. Der Chip integriert 10-GPU-Kerne, im kleinen Modell (z.B. iMac) sind jedoch nur 8 Kerne aktiv. Weiterhin unterstützt die GPU jedoch nur 2 Displays (ein zusätzliches 6K60 Display zum internen).

GPU und CPU können gemeinsam auf den gemeinsamen Speicher auf dem Package zugreifen (Unified Memory). Dieser ist weiterhin in 8, 16 und 24 GB-Varianten erhältlich und bietet 100 GB/s maximale Bandbreite. 

Die integrierte 16-Kern Neural Engine wurde ebenfalls überarbeitet und bietet nun 18 TOPS Spitzenleistung (versus 15,8 TOPS beim M2 aber 35 TOPS im neuen A17 Pro). Die Video-Engine unterstützt nun auch AV1 Dekodierung in Hardware. H.264, HEVC und ProRes (RAW) können weiterhin de- und enkodiert werden.

Das integrierte WLAN unterstützt leider nur weiterhin WiFi 6E (kein WiFi 7) und durch den Support nur eines einzelnen externen Monitors bleibt dem Chip auch Thunderbolt 4 verwehrt (Thunderbolt 3/USB4 Support offiziell mit 40 Gbit/s).

Der Chip wird im aktuellen 3nm Prozess (N3B) bei TSMC hergestellt und beinhaltet 25 Milliarden Transistoren (+25% vs. Apple M2). Dies soll auch zur hervorragenden Effizienz des Chips beitragen. Unter Last verbraucht der M3 etwa 20 Watt.

ModelApple A16 BionicApple M3 Max 16-CoreApple M3
CodenameCrete
SeriesApple Apple A-SeriesApple M3Apple M3
Clock2020 - 3460 MHz2748 - 4056 MHz2748 - 4056 MHz
L2 Cache20 MB4 MB
L3 Cache24 MB
Cores / Threads6 / 616 / 16
12 x 4.1 GHz Apple M3 P-Core
4 x 2.7 GHz Apple M3 E-Core
8 / 8
4 x 4.1 GHz Apple M3 P-Core
4 x 2.7 GHz Apple M3 E-Core
Transistors16000 Million92000 Million25000 Million
Technology4 nm3 nm3 nm
FeaturesARMv8 Instruction Set, Machine Learning Controller, 16-Core Neural Engine, Secure Enclave, Advanced Image Signal ProcessorARMv8 Instruction SetARMv8 Instruction Set
iGPUApple A16 GPU 5-CoreApple M3 Max 40-Core GPUApple M3 10-Core GPU
ArchitectureARMARMARM
Announced
Serie: M3
Apple M3 Max 16-Core « 2.75 - 4.06 GHz16 / 16 cores
Apple M3 Max 14-Core2.75 - 4.06 GHz14 / 14 cores
Apple M3 Pro 12-Core2.75 - 4.06 GHz12 / 12 cores
Apple M3 Pro 11-Core2.75 - 4.06 GHz11 / 11 cores
Apple M32.75 - 4.06 GHz8 / 8 cores
Apple M3 Max 16-Core2.75 - 4.06 GHz16 / 16 cores
Apple M3 Max 14-Core2.75 - 4.06 GHz14 / 14 cores
Apple M3 Pro 12-Core2.75 - 4.06 GHz12 / 12 cores
Apple M3 Pro 11-Core2.75 - 4.06 GHz11 / 11 cores
Apple M3 « 2.75 - 4.06 GHz8 / 8 cores
TDP78 Watt
Manufacturerwww.apple.comwww.apple.com

Benchmarks

Cinebench 2024 - Cinebench 2024 CPU Single Core
min: 139     avg: 139.5     median: 139.5 (78%)     max: 140 Points
101%
1 M3 +
min: 140     avg: 141     median: 141 (79%)     max: 142 Points
Cinebench 2024 - Cinebench 2024 CPU Multi Core
min: 1532     avg: 1572     median: 1572 (29%)     max: 1612 Points
38%
1 M3 +
min: 576     avg: 622     median: 599.5 (11%)     max: 712 Points
Cinebench R23 - Cinebench R23 Multi Core
min: 24020     avg: 24022     median: 24022 (22%)     max: 24024 Points
43%
1 M3 +
min: 10074     avg: 10275     median: 10298 (10%)     max: 10454 Points
Cinebench R23 - Cinebench R23 Single Core
min: 1950     avg: 1959     median: 1959 (83%)     max: 1968 Points
97%
1 M3 +
min: 1900     avg: 1901     median: 1900 (81%)     max: 1904 Points
Cinebench R20 - Cinebench R20 CPU (Single Core)
min: 492     avg: 494.5     median: 494.5 (55%)     max: 497 Points
102%
1 M3 +
504 Points (56%)
Cinebench R20 - Cinebench R20 CPU (Multi Core)
min: 5920     avg: 6124     median: 6123.5 (15%)     max: 6327 Points
46%
1 M3 +
2818 Points (7%)
Cinebench R15 - Cinebench R15 CPU Multi 64 Bit
min: 3225     avg: 3297     median: 3264 (21%)     max: 3401 Points
46%
1 M3 +
1499 Points (9%)
Cinebench R15 - Cinebench R15 CPU Single 64 Bit
min: 269     avg: 271     median: 271 (76%)     max: 273 Points
100%
1 M3 +
271 Points (76%)
Blender - Blender 3.3 Classroom CPU *
min: 194     avg: 195     median: 195 (2%)     max: 196 Seconds
38%
1 M3 +
min: 491     avg: 590     median: 517 (7%)     max: 761 Seconds
Blender - Blender 2.79 BMW27 CPU *
min: 215     avg: 216     median: 216 (2%)     max: 217 Seconds
44%
1 M3 +
min: 474     avg: 509     median: 494 (3%)     max: 558 Seconds
Geekbench 6.3 - Geekbench 6.3 Single-Core
100%
A16 +
min: 2465     avg: 2576     median: 2597.5 (66%)     max: 2644 Points
min: 3096     avg: 3127     median: 3126.5 (80%)     max: 3157 Points
118%
M3 +
min: 3026     avg: 3077     median: 3076 (78%)     max: 3130 Points
Geekbench 6.3 - Geekbench 6.3 Multi-Core
100%
A16 +
min: 6019     avg: 6576     median: 6680.5 (26%)     max: 6923 Points
min: 21243     avg: 21254     median: 21253.5 (84%)     max: 21264 Points
180%
M3 +
min: 11863     avg: 11984     median: 11992 (47%)     max: 12066 Points
Geekbench 5.5 - Geekbench 5.1 - 5.5 64 Bit Single-Core
100%
A16 +
min: 1878     avg: 1882     median: 1883 (74%)     max: 1885 Points
min: 2318     avg: 2325     median: 2324.5 (91%)     max: 2331 Points
124%
M3 +
min: 2256     avg: 2316     median: 2342 (92%)     max: 2350 Points
Geekbench 5.5 - Geekbench 5.1 - 5.5 64 Bit Multi-Core
100%
A16 +
min: 4688     avg: 5273     median: 5433 (10%)     max: 5538 Points
min: 22816     avg: 22938     median: 22937.5 (41%)     max: 23059 Points
198%
M3 +
min: 10570     avg: 10697     median: 10748 (19%)     max: 10774 Points
Mozilla Kraken 1.1 - Kraken 1.1 Total Score *
100%
A16 +
min: 450.2     avg: 475.4     median: 472.6 (1%)     max: 506 ms
min: 379.2     avg: 385.5     median: 385.5 (0%)     max: 391.7 ms
130%
M3 +
min: 362.8     avg: 366.4     median: 363.1 (0%)     max: 373.2 ms
Sunspider - Sunspider 1.0 Total Score *
100%
1 A16 +
min: 55.7     avg: 56.2     median: 56.2 (1%)     max: 56.7 ms
Octane V2 - Octane V2 Total Score
100%
A16 +
min: 68554     avg: 72639     median: 73142.5 (61%)     max: 75718 Points
min: 94770     avg: 96363     median: 96362.5 (80%)     max: 97955 Points
133%
M3 +
min: 96622     avg: 97216     median: 96933 (81%)     max: 98093 Points
WebXPRT 4 - WebXPRT 4 Score
100%
1 A16 +
min: 201     avg: 201.5     median: 201.5 (56%)     max: 202 Points
156%
1 M3 +
min: 313     avg: 314     median: 314 (88%)     max: 315 Points
WebXPRT 3 - WebXPRT 3 Score
100%
A16 +
min: 286     avg: 288.3     median: 287.5 (53%)     max: 292 Points
min: 416     avg: 421     median: 421 (77%)     max: 426 Points
155%
M3 +
min: 423     avg: 438.7     median: 445 (82%)     max: 448 Points
Antutu v9 - AnTuTu v9 Total Score
100%
1 A16 +
min: 949107     avg: 1066570     median: 971870 (47%)     max: 1373450 Points
Antutu v9 - AnTuTu v9 CPU
100%
1 A16 +
min: 245636     avg: 275383     median: 246294 (61%)     max: 363306 Points
PassMark PerformanceTest Mobile V1 - PerformanceTest Mobile V1 CPU Tests
100%
1 A16 +
10812 Points (1%)
CrossMark - CrossMark Overall
100%
A16 +
min: 1260     avg: 1307     median: 1329 (51%)     max: 1332 Points
min: 2032     avg: 2042     median: 2041.5 (78%)     max: 2051 Points
139%
M3 +
min: 1847     avg: 1850     median: 1847 (71%)     max: 1857 Points
Power Consumption - Cinebench R15 Multi Power Consumption - external Monitor *
min: 91.8     avg: 92.3     median: 92.3 (17%)     max: 92.7 Watt
Power Consumption - Geekbench 5.5 Power Consumption 150cd *
100%
1 A16 +
min: 3.48     avg: 3.9     median: 3.6 (2%)     max: 4.85 Watt
Power Consumption - Idle Power Consumption - external Monitor *
min: 3.81     avg: 5.2     median: 5.2 (3%)     max: 6.49 Watt
183%
1 M3 +
min: 2.63     avg: 2.8     median: 2.8 (2%)     max: 2.87 Watt
Power Consumption - Idle Power Consumption 150cd 1min *
100%
1 A16 +
min: 0.776     avg: 0.9     median: 0.9 (1%)     max: 0.943 Watt
min: 4.63     avg: 6.3     median: 6.3 (7%)     max: 7.91 Watt
20%
1 M3 +
min: 3.94     avg: 4.4     median: 4.4 (5%)     max: 4.7 Watt
Power Consumption - Cinebench R15 Multi Power Efficiency - external Monitor
min: 35.1     avg: 35.9     median: 35.9 (27%)     max: 36.7 Points per Watt

Average Benchmarks Apple A16 Bionic → 100% n=8

Average Benchmarks Apple M3 Max 16-Core → 192% n=8

Average Benchmarks Apple M3 → 147% n=8

- Bereich der Benchmarkergebnisse für diese Grafikkarte
red legend - Durchschnittliche Benchmarkergebnisse für diese Grafikkarte
* Smaller numbers mean a higher performance
1 This benchmark is not used for the average calculation

v1.28
log 25. 12:45:47

#0 ran 0s before starting gpusingle class +0s ... 0s

#1 checking url part for id 14602 +0s ... 0s

#2 checking url part for id 15113 +0s ... 0s

#3 checking url part for id 15110 +0s ... 0s

#4 redirected to Ajax server, took 1732535147s time from redirect:0 +0s ... 0s

#5 did not recreate cache, as it is less than 5 days old! Created at Mon, 25 Nov 2024 05:17:40 +0100 +0s ... 0s

#6 composed specs +0.006s ... 0.006s

#7 did output specs +0s ... 0.006s

#8 getting avg benchmarks for device 14602 +0.001s ... 0.007s

#9 got single benchmarks 14602 +0.005s ... 0.012s

#10 getting avg benchmarks for device 15113 +0.001s ... 0.013s

#11 got single benchmarks 15113 +0.004s ... 0.017s

#12 getting avg benchmarks for device 15110 +0.001s ... 0.018s

#13 got single benchmarks 15110 +0.002s ... 0.019s

#14 got avg benchmarks for devices +0s ... 0.019s

#15 min, max, avg, median took s +0.02s ... 0.04s

#16 return log +0s ... 0.04s

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Autor: Klaus Hinum,  8.09.2017 (Update:  1.07.2023)