Apple M1 vs Intel Core i9-13950HX vs Apple M1 Pro

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 i9-13950HX

Der Intel Core i9-13950HX ist eine High-End-CPU auf Basis der neuen Raptor-Lake-Architektur für große und schwere Notebooks. Die CPU wurde Anfang 2023 vorgestellt und ist ähnlich zum Desktop Core i9-13900K, jedoch mit niedrigeren Taktraten. Im Unterschied zum ähnlichen Core i9-13980HX, bietet der 13950HX vollen vPro Support aber 100 MHz weniger Boost-Takt der P-Kerne.

Die insgesamt 32 Threads unterteilen sich in P-Cores und E-Cores, die wir bereits von Alder-Lake her kennen. Dabei kommen nach wie vor 8 Performance-Kerne (P-Cores) mit Hyperthreading zum Einsatz. Die Anzahl der energieeffizienten E-Cores hat sich indes auf 16 erhöht, sodass in Summe 32 Threads gleichzeitig verarbeitet werden können. Die P-Cores takten von 2,2 bis 5,5 GHz (4,9 GHz All-Core) und die E-Cores von 1,6 bis 4 GHz. Der integrierte Speicherkontroller unterstützt DDR5 mit 5600 MHz. 

Die neue Raptor Lake Architektur bietet im Vergleich zu Alder Lake verbesserte P-Cores (Raptor Cove Architektur mit mehr Cache), mehr E-Cores (selbe Gracemont Architektur) und höhere Taktraten dank des verbesserten Intel 7 Prozesses. Weiters unterstützt Intel bei den Topmodellen nun schnelleren DDR5 Hauptspeicher (bis 5600 MHz).

Performance

Im Vergleich zum Intel Core i9-12900HX bietet der Core i9-13950HX weiterhin 8 Kerne, welche aber durch 16 weitere E-Cores bei anspruchsvollen Anwendungen entlastet werden und somit für eine sehr hohe Multi-Thread-Performance sorgen. Die E-Cores kümmern sich in erster Linie um Hintergrundanwendungen. Die hybride Architektur vertraut dabei auf den Intel Thread Direktor, der für die richtige Zuteilung der Aufgaben zuständig ist. Im Vergleich zu Alder-Lake konnte die IPC deutlich gesteigert werden. Zusammen mit dem deutlich höheren Boost profitiert die CPU in allen Belangen von einer deutlich spürbaren Leistungssteigerung.

Der 13950HX wird im weiter verbesserten 10nm FinFET Verfahren bei Intel gefertigt (Intel 7 Prozess) und ist spezifiziert mit 55 Watt Base Power und 157 Watt Turbo Power.

Apple M1 Pro

Der Apple M1 Pro ist ein System on a Chip (SoC) von Apple, der im Apple MacBook Pro 14 und 16 aus 2021 verbaut wird. Es integriert alle 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 24 MB System Level Cache zurückgreifen.

Der Chip wird mit 16 GB LPDDR5-6400 Unified Memory ausgeliefert auf die CPU und GPU gleichzeitig zugreifen können und die mit einem schnellen 256 Bit Speicherbus (max. 200 GB/s) angebunden werden.

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 TDP des Chips wird nicht angegeben, die Package Power kann aber bis zu 46W betragen (CPU und GPU gemeinsam). Der Prozessor-Teil alleine kann sich ca 21,5 Watt genehmigen.

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