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Präsentation neuer Notebooks

Apple MacBook - kaufen oder auf Arm-CPUs warten?

06. November 2020, 09:04 Uhr   |  Frank Riemenschneider

Apple MacBook - kaufen oder auf Arm-CPUs warten?
© Apple

Am 10. November präsentiert Apple seine neuen MacBook-Laptops für das Jahr 2021. Erstmals werden diese auch mit eigenen Arm-basierten Prozessoren ausgestattet sein. Die Frage ist: Lohnt es sich, wegen dieser Chips mit einem Kauf bis 2021 zu warten?

Nach Apples spektakulärer Ankündigung, statt wie bisher auf Intel-CPUs nunmehr auf eigene SoCs zu setzen, werden die ersten MacBook-Notebooks mit Apple-eigenen Chips am 10. November in Cuptertino im Rahmen eines virtuellen Live-Events präsentiert werden.

Die Frage ist, was man von den zukünftigen “Herzstücken” auf den Platinen wird erwarten können und ob es sich lohnt, mit dem Kauf neuer Apple-Notebooks auf die nächste Generation zu warten.

Das “unglaublich dünne und leichte MacBook Air “ (O-Ton Apple) wird derzeit standardmäßig mit Intel Core-i3-CPUs ausgeliefert, optional mit Core-i5 und Core-i7, konkret mit dem in 10 nm gefertigten Core-i7-1060NG7 der IceLake-U-Mikroarchitektur (Intels 10. Generation). Im Jahr 2021 wäre jedoch mit Sicherheit dessen Nachfolger, der Core i7-1160G7 der 11. Generation, der in einem 10-nm-”SuperFin”-Prozess gefertigt wird, zum Einsatz gekommen, so dass ein fairer Vergleich nur mit dieser CPU möglich ist.

Beim aktuellen Core i7-1060NG7 handelt es sich um eine Quad-Core-Architektur mit einer TDP von nur 12 W bei einer Basistaktfrequenz von 1,2 GHz und einem Boost-Modus von 2,8 GHz (4 Cores parallel) bzw. 3,8 GHz, wenn nur ein Core im Boost-Modus aktiv ist. Dank seiner “SuperFin” genannten Fertigung (10 nm in 2. Generation) konnten beim Nachfolger Core i7-1160NG7 die Taktfrequenzen erheblich angehoben werden. Hierzu hat Intel den eigentlichen FinFet-Transistor überarbeitet: Source und Drain wurden verändert, so dass mehr Strom fließen kann, und auch das modifiertze Gate soll für mehr Elektronenmobilität im Kanal sorgen. Dazu wurde der Gate Pitch vergrößert, damit höhere Ströme und damit höhere Taktfrequenzen möglich werden.

In dem zukünftigen MacBook Air wird laut Informationen aus Taiwan Apple ein Apple-M1 genanntes SoC einbauen, das eine Weiterentwicklung des im iPhone 12 präsentierten A14-Chips ist. Statt eines 6-Core-Desgins wird es 8-CPU-Cores beinhalten, wobei die Energiespar-CPUs “Icestorm” unverändert bleiben und statt 2 nunmehr 4 High-Performance-CPUs “Firestorm” verbaut werden. Die Taktfrequenz wird im Boost-Modus von 3 auf 3,1 GHz angehoben, die Basis-Taktfrequenz verbleibt bei 1,8 GHz. Die TDP eines Vorserienmodells wurde mit 15 W angegeben, was neben den beiden zusätzlichen Firestorm-CPUs vor allen Dingen auch an der doppelt so großen GPU mit 8 Cores liegt, die ein Display mit mehr Pixeln als das des iPhones treiben muß.

Tabelle 1 zeigt einen Benchmark-Vergleich zwischen Apple-M1, Core i7-1160NG7 und Core i-71160NG7. Insbesondere im Multi-Threading-Modus ist Apple stark, was daran liegt, dass die Intel-CPU aus thermischen Gründen ihre maximale Boost-Taktfrequenzen nicht erreichen, wenn alle 4 Cores unter Vollast stehen.

Apple MacBook AirIntel Core i7-1060NG7Intel Core i7-1160NG7*Apple-M1
(Vorserienmodell)
CPUs4 x x86 64 bit4 x x86 64 bit4 x “Big” Firestorm +
4x “Little” Icestorm
(Armv8 64 bit)
Taktfrequenz (Basis/Boost)1,2/2.8-3.8 GHz2,1/3.6-4.4 GHz1,8/3,1 GHz
Fertigung10 nm Intel10 nm Intel SuperFin5 nm TSMC
TDP12 W15 W15 W
Geekbench 5
Single-Thread
97214941634
Geekbench 5
Multi-Thread
229644367220
Rechenleistung ST/MT
(normiert)
100/100 Prozent153/193 Prozent168/314 Prozent

 

Das MacBook Pro wird mit dem Slogan “Power brauchst Du überall” (O-Ton Apple) beworben und derzeit standardmäßig mit Intel Core-i5-CPUs ausgeliefert, optional mit Core-i7, konkret mit dem ebenfalls in 10 nm gefertigten Core-i7-1068NG7 der IceLake-U-Mikroarchitektur (Intels 10. Generation). Hierbei handelt es sich um eine Quad-Core-Architektur mit einer TDP von 28 W bei einer Basistaktfrequenz von 2,3 GHz und einem Boost-Modus von 3,6 GHz (4 Cores parallel) bzw. 4,1 GHz, wenn nur ein Core im Boost-Modus aktiv ist.

2021 wäre mit Sicherheit dessen Nachfolger Core i7-1165NG7 eindesignt worden, der ebenfalls in SuperFin-Fertigung daherkommt und somit ebenfalls höhere Taktfrequenzen ermöglicht und mit dem fairerweise verglichen werden muss. Auffällig ist bei diesem eine vergleichsweise kleine Verbesserung im Single-Thread-Modus, offenbar ist hier der Arbeitsspeicher und/oder die Cache-Architektur der limitierende Faktor.

In dem zukünftigen MacBook Pro mit 16-Zoll-Bildschirm wird angeblich ein Apple-SoC verbaut, das 12-CPU-Cores beinhaltet, wobei auch hier die 4 Energiespar-CPUs “Icestorm” unverändert bleiben und statt 4 nunmehr 8 High-Performance-CPUs “Firestorm” zum Einsatz kommen sollen. Die Taktfrequenz wird im Boost-Modus soll “jenseits von 3 GHz” liegen. Wenn Apple eine TDP zwischen 25 und 30 W als Ziel gesetzt hätte und  die GPU des Apple-A14X übernommen würde, wäre eine Taktfrequenz von 3,5 GHz im Boost-Modus sicher nicht unrealistisch.

Tabelle 2 zeigt einen Vergleich zwischen diesem Apple-SoC und Core i7-1068NG7/Core i7-1165NG7, wobei magels realer Messungen Hochrechnungen (mit einer Annahme von 3,5 GHz im Boost-Modus) angestellt werden mussten. Wir gehen davon aus, dass Apple angesichts der guten Kühlmöglichkeiten und Wärmeabführung im vergleichsweise großen (dicken) Gehäuse des MacBook Pro alle 12 Cores auch unter Vollast mit maximaler Taktfrequenz betreiben kann.

Apple MacBook ProIntel Core i7-1068NG7Intel Core i7-1165NG7#Apple-A?
CPUs4 x x86 64 bit4 x x86 64 bit8 x “Big” Firestorm +
4x “Little” Icestorm
(Armv8 64 bit)*
Taktfrequenz (Basis/Boost)2,3/3.6-4.1 GHz2,8/4.1-4.7 GHz2,0/3,5 GHz*
Fertigung10 nm Intel10 nm Intel SuperFin5 nm TSMC
TDP28 W28 W25-30 W*
Geekbench 5
Single-Thread
125613141844*
Geekbench 5
Multi-Thread
4497587414000*
Rechenleistung ST/MT
(auf Intel normiert)
100/100 Prozent105/130 Prozent146/311 Prozent*

 

Fazit

Der Geekbench 5 misst die Leistung des Prozessors und bezieht dabei auch den Arbeitsspeicher mit ein. Ein schnellerer Arbeitsspeicher kann das Ergebnis stark verbessern. Der Single-Core Test nutzt nur einen CPU-Kern, die Anzahl der Kerne sowie Multithreading (in Intels Wording “Hyperthreading”) beeinflussen das Ergebnis nicht. Der Multi-Core Test bezieht alle CPU-Kerne mit ein und zieht einen großen Nutzen aus Multithreading.

Die Szenarien umfassen dabei das Abrufen von E-Mails über das Fotografieren bis hin zur Musikwiedergabe oder alles auf einmal. Der CPU-Benchmark von Geekbench 5 misst desweiteren die Leistung in neuen Anwendungsbereichen wie Augmented Reality und maschinelles Lernen.

Gegenüber den aktuell verkauften MacBooks des Jahrgangs 2020 ist die Steigerung der Rechenleistung der neuen Notebooks mit Armv8-basierenden Apple-SoCs so signifikant, so dass man die Frage “Kaufen oder Warten”, wenn die CPU-Leistung eine Rolle spielt, eindeutig beantworten kann.

Der bekannte Apple-Analyst Ming-Chi Kuo erklärte, dass es ab 2021 gar keinen neuen Intel-MacBooks mehr geben wird. Wenn diese Prognose eintritt, wird es die potentielle Alternative mit Intels neuen SuperFin-CPUs nicht mehr geben, so dass die genannten Zahlen eine reine Hypothese bleiben.

Auf Grund des offensichtlichen Fortschritts in Intels Fertigung mit der sogenannten “SuperFin”-Technolgie wäre eine Entscheidung zwischen Apple-SoC und Intel-CPUs der 11. Generation nämlich deutlich schwieriger gewesen, insbesondere beim MacBook Air, das aus baulichen Gründen auf eine TDP von 15 W oder niedriger angwiesen ist.

So aber bin ich auf den 10. November gespannt, vor allen Dingen darauf, wann die ersten Armv8-MacBooks zu kaufen sein werden. Bis dahin muss mein MacBook aus dem Jahr 2011 mit Festplatte und CD-Laufwerk noch durchhalten.

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