Apple M1 vs Intel Core i9-12900K 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 i9-12900K

Der Intel Core i9-12900K ist eine High-End-CPU auf Basis der neuen Alder-Lake-Architektur, die im November 2021 vorgestellt wurde. Der Basistakt beträgt 3,2 GHz und kann bei optimalen Bedingungen bis zu 5,2 GHz erreichen. Die insgesamt 24 Threads unterteilen sich in P-Cores und E-Cores, die mit der neuen Alder-Lake-Architektur Einzug halten. Dabei bieten die 8 Performance-Kerne (P-Cores) zudem Hyperthreading. Die 8 energieeffizienten E-Cores können auf dieses Feature nicht zurückgreifen. Bei der Chipfertigung hat Intel nun endlich auch den nächsten Schritt gewagt und lässt die aktuellen Alder Lake-S Prozessoren in 10nm fertigen. Wie gewohnt bieten die K-Modelle weiterhin einen frei wählbaren Multiplikator, was das Übertakten vereinfacht. Für die neuen Alder-Lake-Prozessoren hält mit dem neuen Z690-Chipsatz samt neuem LGA1700 Sockel auch die Unterstützung von DDR5 und PCIe 5.0 Einzug.

Performance

Im Vergleich zum Intel Core i9-11900K bietet der Core i9-12900K weiterhin 8 Kerne, welche aber durch 8 weitere E-Cores bei anspruchsvollen Anwendungen entlastet werden sollen. Die E-Cores sollen sich in erster Linie um Hintergrundanwendungen kümmern. Die hybride Architektur vertraut dabei auf den Intel Thread Direktor, der für die richtige Zuteilung der Aufgaben zuständig ist. Im Vergleich zu Rocket-Lake konnte die IPC deutlich gesteigert werden. Dadurch profitiert auch die Multi-Core-Leistung, die durch die Implementierung der E-Cores zusätzlich bei hoher Last profitiert. Wenn alle Voraussetzungen erfüllt werden kann Intel Turbo Boost 3.0 den Takt der P-Cores auf bis zu 5,2 GHz erhöhen. Auch die E-Cores lassen sich übertakten und erreichen maximal 3,9 GHz. 

Grafikeinheit

Wie auch der Intel Core i9-11900K bietet der Intel Core i9-12900K eine integrierte Grafikeinheit. Als Basis dient weiterhin die Intel Iris XE-Architektur. Rein leistungstechnisch hat sich bei der neuen Intel UHD Graphics 770 aber nicht viel verändert.

Leistungsaufnahme

Der Intel Core i9-12900K ist mit einer TDP von 125 Watt angegeben was dem PL1-Wert entspricht. Im Boost kann die Leistung des Prozessors auf bis zu 241 Watt ansteigen (PL2). Voraussetzungen sind aber eine gute Kühlung. Das sind ähnliche Werte, wie wir sie auch schon von Intel Core i9-11900K her kennen.

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.