Apple M1 vs Intel Core i7-6970HQ vs Intel Core i7-6650U

Apple M1

Der Apple M1 ist ein System on a Chip (SoC) von Apple, der im Late 2020 MacBook Air und MacBook Pro 13 verbaut wird. Er integriert 8 Prozessorkerne in zwei Cluster. Vier schnelle Performance-Kerne mit 192 KB Instruction-Cache, 128 KB Data-Cache und 12 MB geteilten L2-Cache und vier Effizienz-Kerne mit 128 KB Instruction-Cache, 64 KB Data-Cache und 4 MB geteilten L2-Cache. Weiters integriert der SoC 16 MB Sstem Level Cache (geteilt mit der GPU).

Laut Apple sind die Performance-Cores die aktuell schnellsten der Welt und die Energieeffizienz deutlich besser als derzeitige Laptop-Chips. Die Stromsparkerne takten mit 600 - 2064 MHz, die Performance mit 600 - 3204 MHz.

Der M1 wird in zwei TDP Bereichen ausgeliefert. 10 Watt für das MacBook Air mit passiver Kühlung und wahrscheinlich wieder um die 28 Watt im MacBook Pro 13 und Mac Mini mit Lüfter.

Die integrierte Grafikkarte bietet 8 Kerne (im Einstiegs MacBook Air sind nur 7 aktiviert). Wenn alle 8 genutzt werden, bietet die GPU 128 Ausführungseinheiten mit einer theoretischen Leistung von 2,6 Teraflops. Dadurch soll sie die schnellsten iGPUs von Intel und AMD schlagen können (laut Apple).

Weiters bietet der Chip eine 16-Kern-Neural-Engine für AI-Beschleunigung mit bis zu 11 TOPS Rohleistung, die Secure Enclave, Unified Memory Architecture, Thunderbolt / USB 4 Controller, ISP und Media De- und Encoder.

Der Chip wird im modernen 5nm Prozess bei TSMC gefertigt und soll sehr energieffizient sein. Mit 16 Milliarden Transistoren ist der Chip sehr groß (doppelt so viele Transistoren wie die Tiger Lake U-Serie).

Intel Core i7-6970HQ

Der Intel Core i7-6970HQ ist ein schneller Quad-Core-Prozessor für Notebooks auf Basis der Skylake-Architektur, der Anfang 2016 vorgestellt wurde. Neben den vier CPU-Kernen inklusive Hyper-Threading-Support, die mit 2,8 bis 3,7 GHz takten (vermutliche Turbo-Stufen: 4 Kerne: max. 3,3 GHz, 2 Kerne: max. 3,5 GHz), integriert der Prozessor auch eine besonders schnelle Grafikeinheit. Die Iris Pro Graphics 580 (GT4e) verfügt über 72 EUs sowie einen 128 MB großen eDRAM-Cache, der auch von den CPU-Kernen genutzt werden kann. Die Fertigung erfolgt in einem 14-Nanometer-Prozess mit FinFET-Transistoren.

Im Unterschied zu anderen Modellen wie dem Core i7-6920HQ verfügt der i7-6970HQ zwar über die deutlich stärkere Grafiklösung, unterstützt dafür aber weder die Befehlssatzerweiterung TSX-NI noch vPro.

Architektur

Mit Skylake löst Intel sowohl Broadwell als auch Haswell ab und setzt damit in sämtlichen TDP-Klassen von 4,5 bis 45 Watt wieder auf ein einheitliches Kerndesign. Zu den diversen Verbesserungen der Skylake-Architektur gehören unter anderem vergrößerte Out-of-Order-Buffer, Optimierungen bei Prefetching und Sprungvorhersage sowie stärkere Zugewinne durch Hyper-Threading. Insgesamt fallen die Änderungen für einen "Tock", das heißt eine neue Mikroarchitektur, jedoch eher klein aus, sodass die Pro-MHz-Leistung nur um etwa 5 bis 10 Prozent (gegenüber Haswell) respektive unter 5 Prozent (gegenüber Broadwell) ansteigt.

In einigen Fällen profitiert der i7-6970HQ zusätzlich von seinem 128 MB großen eDRAM, der vor allem speicherlastige Anwendungen stark beschleunigen kann.

Performance

Durch den zusätzlichen eDRAM-Cache dürfte der i7-6970HQ oftmals sogar dem höher taktenden i7-6920HQ gefährlich werden und zählt damit Anfang 2016 zur absoluten High-End-Klasse mobiler Prozessoren. Auch anspruchsvollste Anwendungen und exzessives Multitasking werden problemlos bewältigt.

Grafikeinheit

Die integrierte Grafikeinheit namens Iris Pro Graphics 580 repräsentiert die schnellste, auch als "GT4e" bezeichnete Ausbaustufe der Skylake-GPU (Intel Gen. 9). Die 72 Ausführungseinheiten (Execution Units bzw. EUs) takten in diesem Fall mit 350 bis 1.050 MHz und ermöglichen eine Performance auf dem Niveau dedizierter Mittelklasse-Beschleuniger. Im Optimalfall könnte die GPU knapp an eine GeForce 945M herankommen und ist damit die mit Abstand schnellste integrierte Grafiklösung auf dem Markt. Aktuelle Spiele des Jahres 2015/2016 werden damit in zumeist mittleren Einstellungen flüssig dargestellt. Weitere Informationen zu Performance und Features liefert unsere Detailseite zur Iris Pro Graphics 580.

Leistungsaufnahme

Entsprechend seiner TDP von 45 Watt ist der Chip vorrangig in größeren Notebooks ab etwa 15 Zoll zu finden. Optional kann die TDP auch auf 35 Watt abgesenkt werden (cTDP down), was allerdings die Performance mindert.

Intel Core i7-6650U

Der Intel Core i7-6650U ist ein sparsamer Dual-Core-SoC auf Basis der Skylake-Architektur, der im September 2015 vorgestellt wurde. Die CPU wird hauptsächlich in Ultrabooks, aber auch gewöhnlichen Notebooks verbaut. Neben den zwei CPU-Kernen samt Hyper-Threading, die mit 2,2 bis 3,4 GHz takten (2 Kerne: max. 3,2 GHz), integriert der Prozessor auch eine Iris Graphics 540 Grafikeinheit mit 64 MB eDRAM-Cache sowie einen Dual-Channel-Speichercontroller (DDR3L-1600/DDR4-2133). Die Fertigung erfolgt in einem 14-Nanometer-Prozess mit FinFET-Transistoren.

Architektur

Mit Skylake löst Intel sowohl Broadwell als auch Haswell ab und setzt damit in sämtlichen TDP-Klassen von 4,5 bis 45 Watt wieder auf ein einheitliches Kerndesign. Zu den diversen Verbesserungen der Skylake-Architektur gehören unter anderem vergrößerte Out-of-Order-Buffer, Optimierungen bei Prefetching und Sprungvorhersage sowie stärkere Zugewinne durch Hyper-Threading. Insgesamt fallen die Änderungen für einen "Tock", das heißt eine neue Mikroarchitektur, jedoch eher klein aus, sodass die Pro-MHz-Leistung nur um etwa 5 bis 10 Prozent (gegenüber Haswell) respektive unter 5 Prozent (gegenüber Broadwell) ansteigt.

Auch der Aufbau des eDRAM-Caches wurde von Intel überarbeitet. Statt wie bislang als Victim Cache zu fungieren, der umständlich über den L3-/LLC-Cache angesprochen werden muss, kann der eDRAM nun direkt von Programmen adressiert und als schnellere Vorstufe zum Hauptspeicher genutzt werden. Die Größe beträgt weiterhin 128 MB für die Quad-Core-Modelle (4C + GT4e), Dual-Core-Chips (2C + GT3e) müssen sich mit 64 MB begnügen.

Performance

Entsprechend der spezifizierten Taktrate sowie der leicht gestiegenen Pro-MHz-Leistung ordnet sich der Core i7-6650U in etwa auf dem Niveau eines Core i5-4310M (Haswell) ein. Der Core i7-6600U wird trotz identischer Turbo-Stufen dank des zusätzlichen eDRAM-Caches knapp geschlagen. Damit stehen auch für anspruchsvollere Anwendungen und Multitasking ausreichende Reserven bereit.

Grafikeinheit

Die integrierte Grafikeinheit namens Iris Graphics 540 repräsentiert die "GT3e"-Ausbaustufe der Skylake-GPU (Intel Gen. 9). Die 48 Ausführungseinheiten, auch Execution Units oder EUs genannt, takten mit 300 bis 1.050 MHz und erlauben in Verbindung mit dem schnellen eDRAM-Cache eine Performance knapp oberhalb einer dedizierten GeForce 920M. Aktuelle Spiele des Jahres 2015 werden damit in niedrigen bis mittleren Einstellungen flüssig dargestellt. Weitere Informationen zu Performance und Features liefert unsere Detailseite zur Iris Graphics 540.

Leistungsaufnahme

Dank "Configurable TDP" kann die CPU ausgehend von den standardmäßigen 15 Watt auch mit einer TDP von 9,5 Watt (cTDP Down) betrieben werden, wodurch sich jedoch die Performance reduziert. Je nach Einstellung ist der Chip für schlanke Note- und Ultrabooks ab etwa 11 Zoll Bilddiagonale geeignet.