Apple M4 Pro in der Analyse - Verdammt schnell, aber nicht mehr so effizient

Die neuen M4-Pro-SoCs unterscheiden sich von der Kernkonfiguration her deutlich von ihren Vorgängern und Apple bringt die Pro/Max-Modelle leistungstechnisch (zumindest auf der CPU-Seite) wieder näher zusammen. Anstelle von sechs Efficiency-Kernen sind bei allen Varianten (M4 Pro & M4 Max) nun nur noch vier Efficiency-Kerne verbaut, die nur noch bis zu 2,592 GHz erreichen (vorher 2,748 GHz).

Zusätzlich gibt es nun zwei Cluster mit fünf Performance-Kernen, wobei beim Entry-Level M4 Pro nur vier davon aktiv sind. Die P-Kerne können nun einen Takt von bis zu 4,512 GHz bzw. 3,852 GHz auf allen Kernen erreichen (vorher max. 4,056 Ghz für einen Kern bzw. ~3,6 GHz bei Belastung für alle Kerne). Insgesamt kommt man damit beim M4 Pro auf 14 oder 16 CPU-Kerne. Hier sehen wir auch eine konzeptionelle Veränderung, denn damit gibt es sowohl vom M4 Pro als auch vom M4 Max eine Variante mit 14 CPU-Kernen (M4 Max optional mit 16 CPU-Kernen).

Der M4 Pro wird weiter in einem 3-nm-Verfahren hergestellt und beim alten M3 Pro (27-28 Watt) konnten wir trotz gestiegener Leistung einen geringeren Verbrauch als bei den M2-Pro-Modellen (~36 Watt) sehen, jetzt hat Apple den maximalen Stromverbrauch aber deutlich erhöht. Unter voller Multi-Core-Last darf der neue M4 Pro bis zu 46 Watt verbrauchen und fällt dann im weiteren Verlauf auf etwa 40 Watt, wir sprechen hier in der Spitze also von einem Mehrverbrauch von 60 %. Der Stromverbrauch bei der Belastung von einem Kern liegt bei 6-6,5 Watt; beim M3 Pro waren es ~5,5 Watt.

Der M4 Pro in den MacBook-Pro-Modellen ist entweder mit 24 oder 48 GB RAM verfügbar. Der M4 Pro im neuen Mac Mini kann zudem mit 64 GB kombiniert werden, da es den Mac Mini nicht mit dem M4 Max gibt. Wer mehr als 48 GB RAM im neuen MBP benötigt, muss zwangsläufig den M4 Max auswählen (max. 128 GB RAM). Apple hat die Speicherbandbreite von 150 GB/s beim M3 Pro (LPDDR5-6400) auf 273 GB/s beim M4 Pro (LPDDR5x-8533) gesteigert.

Die beiden M4-Pro-Modelle unterscheiden sich auch bei der integrierten Grafikkarte. Die Basisvariante bekommt eine GPU mit 16 Kernen und das schnellere Modell eine GPU mit 20 Kernen. Bei dem Top-Modell liegt der maximale Verbrauch in unseren Tests bei 32 Watt gegenüber 28 Watt der M3-Pro-GPU mit 18 Kernen. Den Takt der GPUs können wir nach wie vor nicht auslesen. Die beiden M4-Max-GPUs sind jeweils mit der doppelten Anzahl von GPU-Kernen ausgestattet (32 oder 40).

Weitere Verbesserungen gibt es bei der Neural Engine und Apple bewirbt hier aktuell auch sehr stark ihre Form der KI mit Apple Intelligence, die von allen M4-Chips unterstützt wird. Eine weitere interessante Neuerung betrifft den M4, denn die M4-SoCs für die MacBook-Pro-Modelle erhalten neben Thunderbolt-4-Support eine verbesserte Display-Engine, mit der man nun zwei externe Displays (zusätzlich zum internen Panel) anschließen kann. Das wird dann aller Voraussicht nach auch bei den kommenden MacBook-Air-Modellen der Fall sein. Die nachfolgende Tabelle fasst die wichtigsten technischen Daten der neuen M4-SoC-Generation zusammen:

Um die verschiedenen Prozessoren und Grafikkarten aussagekräftig miteinander vergleichen können, schauen wir uns neben der reinen Leistung in synthetischen Benchmarks auch den Stromverbrauch an, woraus wir dann die Effizienz ermitteln. Die Verbrauchsmessungen werden jeweils an einem externen Display durchgeführt, damit wir die unterschiedlichen internen Displays als Einflussfaktoren eliminieren können. Dennoch messen wir hier den Gesamtverbrauch des Systems und verlassen uns nicht nur auf die angezeigten Werte für CPU und GPU, weshalb natürlich auch die unterschiedlichen Chip-Größen samt mehr RAM etc. eine Rolle spielen. Das ist vor allem bei unserem Testgerät des MacBook Pro 14 wichtig, da dieses mit 48 GB RAM ausgestattet ist und unweigerlich mehr Strom verbrauchen wird als ein Modell mit 24 GB oder mit 18 GB RAM wie beim alten M3 Pro.

Die M3-Generation hat bereits eine hervorragende Single-Core-Leistung geboten und die Konkurrenz von AMD, Intel sowie Qualcomm waren hier klar unterlegen. Lediglich Intels neuer Desktop-Prozessor Core Ultra 9 285K war auf dem Niveau der M3-SoCs.  Mit dem neuen M4 Pro legt Apple aber noch einmal ordentlich nach und baut den Vorsprung weiter massiv aus. Der rund 500 MHz höhere Maximaltakt der P-Kerne führt zu einem satten Leistungsplus von mehr als 20 % gegenüber den M3-Modellen.

Der Vorsprung gegenüber dem nächst schnellsten Mobilchip ist der Snapdragon X Elite X1E-84-100, den es aktuell allerdings nur im Samsung Galaxy Book4 Edge 16 gibt, liegt bei fast 40 %. Die aktuellen CPUs von AMD und Intel haben sogar noch einen größeren Nachteil.

Update 16. November: Der M4 im neuen Mac Mini verbraucht in den Single-Core-Tests etwa 5,2 Watt, ist aber im Cinebench-2024-Test genauso schnell. Lediglich im Geekbench-Test fällt der M4 minimal ab (-2 %).

Bei der Effizienzbetrachtung setzen wir primär auf den aktuellen Cinebench-2024-Test, der nativ auf allen Plattformen (x86 & ARM) läuft und uns damit die beste Vergleichsmöglichkeit bietet. Allerdings sind unsere Messwerte hier begrenzt, weshalb wir auch noch den älteren Cinebench-R23-Test verwenden. 

Bei der Single-Core-Effizienz fällt der neue M4 Pro hinter die meisten M3-Geräte zurück, obwohl der reine Mehrverbrauch des Prozessors durch den Performance-Gewinn locker kompensiert wird. Da wir hier aber von sehr geringen Verbrauchswerten der CPU-Kerne (maximal 6,5 Watt) sprechen, können andere Faktoren wie der zusätzliche RAM das Bild hier etwas verzerren. Wir sind an dieser Stelle schon gespannt auf den Basis M4 Pro mit 24 GB RAM und auch den regulären M4 mit 16 GB RAM. Alle anderen Mobilprozessoren (auch Lunar Lake, Snapdragon X Elite/Plus, Zen5) werden bei der Effizienz aber trotzdem klar geschlagen, trotz der deutlich geringeren Leistung.

Update 16. November: Der M4 ist im CB-2024-Test etwas effizienter als der alte M3-SoC (in CB R23 etwa auf einem Niveau) und auch 26 % effizienter als der M4 Pro. Dabei muss man aber auch berücksichtigen, dass der M4 insgesamt auch einfach ein deutlich kleinerer Chip ist.

Noch größer als der Vorsprung bei den Single-Core-Tests sind die Ergebnisse in den Multi-Core-Tests, was neben der gestiegenen Anzahl der Performance-Kerne auch an dem höheren Takt liegt. Je nach Test beträgt der Vorsprung gegenüber dem alten M3 Pro mit 12 Kernen zwischen 47-57 % und der neue M4 Pro liegt damit auf dem Niveau des alten Vollausbau des M3 Max. Das ist eine beachtliche Leistungssteigerung und vor allem im 14-Zoll-Bereich hat der neue M4 Pro keine Konkurrenz, weder von AMD, Qualcomm noch Intel. Die einzige Ausnahme ist hier der Ryzen AI 9 HX370 im Asus TUF A14, der dauerhaft 80 Watt verbrauchen darf und im CB-R23-Test minimal besser abschneidet. Sowohl in Cinebench 2024 als auch Geekbench fällt er jedoch deutlich hinter den M4 Pro zurück.

Update 16. November: In den Multi-Core-Tests verbraucht der M4-SoC maximal 21,5 Watt. Im CB-2024-Test kann sich der M4 rund 25 % vor dem alten M3 und auch 5 % vor dem alten M3 Pro (11 CPU-Kerne). Der M3 Pro mit 12 CPU-Kernen ist minimal schneller (+3 %), der neue M4 Pro im Vollausbau ist deutlich schneller (+50 %).

Bei der Effizienz macht sich natürlich der erhöhte Verbrauch des M4 Pro bemerkbar, vor allem in dem relativ kurzen R23-Test. Hier fällt der neu M4 Pro hinter die M3-Vorgängermodelle und auch einzelne Modelle des Ryzen AI 9 HX 370 zurück. Im längeren Cinebench-2024-Benchmark kann der hohe Stromverbrauch von 46 Watt nicht die ganze Zeit gehalten werden, weshalb zumindest der AMD-SoC überholt wird. Im Vergleich mit den ARM-CPUs von Qualcomm hat der neue M4 Pro aber nur einen marginalen Vorteil. Für den 2024er-Test haben wir keine Vergleichsdaten für die alten M3-Pro-Modelle.

Update 16. November: In den Effizienz-Tests kann sich der neue M4-SoC besser positionieren als der M4 Pro, bleibt aber auf dem Niveau des alten M3-SoC.

Die GPU-Leistung konnte ebenfalls deutlich gesteigert werden und je nach benchmark liegt der Vorteil der neuen M4-Pro-GPU mit 20 Kernen bei 29-45 % gegenüber der alten M3-Pro-GPU mit 18 Kernen. An die M3-Max-GPU kommt der neue M4 Pro jedoch nicht heran und behält einen Respektabstand. Die integrierten Grafikkarten von AMD, Intel oder Qualcomm sind keine Konkurrenz für den M4 Pro und beißen sich schon die Zähne an der normalen M4-GPU im iPad Pro aus. Hier muss man den Vergleich mit dedizierten GPUs durchführen, wobei sich die M4-Pro-GPU in der Regel ungefähr auf dem Niveau einer GeForce RTX 4060 Laptop bewegt.

Update 16. November: Die 10-Kern-GPU des M4 ist je nach Test etwa 15-20 % schneller als die alte M3-GPU, aber es gibt immer noch einen deutlichen Rückschritt gegenüber den M3-Pro-GPUs und natürlich auch den M4-Pro-GPUs.

Zusätzlich wollen wir noch einen Blick auf die GPU-Effizienz beim Spielen legen. Allerdings muss man hierbei berücksichtigen, dass die beiden Titel Witcher 3 sowie Cyberpunk 2077 auf dem MacBook Pro emuliert werden, was natürlich etwas Leistung kostet. Einen wirklichen Vergleich wird uns im nächsten Jahr der Titel Cyberpunk 2077 ermöglichen, der nativ für die Apple-Prozessoren erscheinen wird.

Im Witcher-3-Test fällt die Effizienz etwas schlechter aus, als bei den alten M3-Chips, die anderen Hersteller werden aber noch (teilweise sehr knapp) geschlagen. Im Cyberpunk-2077-Test positioniert sich der M4-Pro-SoC ebenfalls nur sehr knapp vor der Konkurrenz. Die neue Intel Arc Graphics 140V (Lunar Lake) ist hier deutlich effizienter, bietet aber auch eine deutlich geringere Leistung.

Update 16. November: Im Cyperpunk-Test ist die Effizienz des M4 nur minimal besser als beim M4 Pro, im Witcher-3-Test ist er auf dem Niveau der alten M3-Prozessoren.

Die M4-SoC-Famile ist Apples zweite Prozessorgeneration, die in einem 3-nm-Verfahren gefertigt wird. Nachdem man mit der M3-Pro-Baureihe vor allem die Effizienz deutlich verbessert hat (etwas mehr Leistung bei weniger Stromverbrauch), dreht Apple bei den neuen M4-Pro-Modellen nun vor allem an der Leistungsschraube. Die Single-Core-Performance (+20 % gegenüber M3) ist einfach nur beeindruckend und lässt jeden anderen Prozessor (egal ob Desktop oder Mobile) klar hinter sich, zudem hat die Konkurrenz auch in Sachen Effizienz keine Chance. Im Vergleich mit dem alten M3 Pro fällt die Effizienz etwas schlechter aus, doch hier könnte die deutlich höhere RAM-Ausstattung einen Einfluss haben. Wir sind daher schon gespannt wie sich der kleine M4 Pro sowie der reguläre M4 schlagen werden. Diese Ergebnisse werden wir so schnell wie möglich nachreichen.

Beeindruckende CPU- & GPU-Leistung: Der neue Apple M4-Pro-SoC ist mit Abstand der schnellste Single-Core-Prozessor und in Multi-Core-Szenarien auf Augenhöhe mit dem alten M3 Max. Im 14-Zoll-Bereich gibt es dafür keine Konkurrenz von AMD, Intel oder Qualcomm. Die GPU-Performance fällt ebenfalls mehr als 30 % besser aus. Der Leistungszuwachs geht allerdings ein wenig auf Kosten der Effizienz.

Bei der Multi-Core-Leistung ist der Performance-Zuwachs ebenfalls enorm und der neue M4 Pro kann es mit dem alten Vollausbau des M3 Max aufnehmen und der Vorteil gegenüber dem alten M3 Pro liegt je nach Test bei 45-59 %). Im Vergleich zum alten M3 Pro ist der maximale Verbrauch allerdings auch bis zu 60 % höher, weshalb sich bei der Effizienz nicht viel getan hat. Gerade im 14-Zoll-Bereich hat der Apple M4 Pro keine Konkurrenz von Intel oder AMD, wenn es um die CPU-Leistung geht. Im 16-Zoll-Bereich gibt es die HX-Prozessoren, die aber auch deutlich mehr Strom verbrauchen.

Die Grafik-Performance konnte ebenfalls deutlich gesteigert werden, denn je nach Benchmark ermitteln wir einen Vorsprung von 29-46 % gegenüber der alten M3-Pro-GPU. gegenüber der M3-Max-GPU gibt es aber weiterhin einen deutlichen Unterschied.