Apple M1 vs Intel Core i7-6970HQ vs Apple M1 Max

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.

Apple M1 Max

Der Apple M1 Max ist ein System on a Chip (SoC) von Apple, der in den High-End-Varianten des Apple MacBook Pro 14 und 16 aus 2021 verbaut wird. Der Chip integriert wie der M1 Pro 10 CPU Kerne von denen zwei Stromspar-Kerne sind (E-Cores) und 8 Performance-Kerne (P-Cores). Die Taktung der Performance-Kerne rangiert von 600 bis 3220 MHz, die Effizienz-Kerne können von 600 bis 2064 MHz takten. Einen kurzen Turbo Boost oder höhere Taktraten für einzelne Kerne gibt es nicht. Neben den 28 MB L2 Cache, kann die CPU und die GPU auf 48 MB System Level Cache zurückgreifen.

Der Chip wird mit 32 oder 64 GB LPDDR5-6400 Unified Memory ausgeliefert auf die CPU und GPU gleichzeitig zugreifen können und die mit einem schnellen 512 Bit Speicherbus (max. 400 GB/s) angebunden werden. Hier unterscheidet sich der M1 Max auch vom M1 Pro.

Die integrierte Grafikkarte bietet 32 GPU-Kerne (die kleine Version aktiviert nur 24 Kerne).

Weiters bietet der Chip eine 16-Kern-Neural-Engine für AI-Beschleunigung, die Secure Enclave, Unified Memory Architecture, ISP und Media De- und Encoder. Der M1 Max bietet im Vergleich zum M1 Pro zwei weitere ProRes Beschleuniger im Chip.

Der TDP des Chips wird nicht angegeben, die Package Power kann aber bis zu 86W betragen (CPU und GPU gemeinsam). Der Prozessor-Teil alleine kann sich ca 29 Watt genehmigen und damit 7,5 Watt mehr als beim M1 Pro mit weniger RAM.

Der Chip wird im modernen 5nm Prozess bei TSMC gefertigt und soll sehr energieffizient sein.