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Mit 6 Watt maximale Rechenleistung

Intel und AMD: Apple schlägt sie (fast) alle

26. Oktober 2020, 07:36 Uhr   |  Frank Riemenschneider

Intel und AMD: Apple schlägt sie (fast) alle
© Intel

Als im Jahr 2007 das erste iPhone erschien, war das Wort "Schneckentempo" fast noch eine freundliche Umschreibung. Heute sieht es ganz anders aus, der neueste Prozessor Apple-A14 Bionic schlägt viele aktuelle CPUs von Intel und AMD. Sehen Sie selbst, welche Benchmark-Werte erzielt werden.

Nachdem wir in unserem Beitrag über Apples Hardware-Chef Johny Srouji festgestellt hatten, dass das neue Herzstück des iPhone 14 (und iPad Air), das SoC A14 Bionic, die Rechenlesitung von Intels und AMDs x86-CPUs erreichen bzw. übertreffen würde und das mit einer viel geringeren Leistungsaufnahme, wollten es viele Leser genauer wissen und baten um detallierte Vergleiche.

Da die Ergebnisse ja immer vom Workload abhängen, müssen wir uns auf synthetische Benchmarks verlassen und können hier nur diejenigen nutzen, die auf beiden Plattformen verfügbar sind.

Ein in der Industrie anerkannter Vertreter ist Geekbench 5, der u.a. von Microsoft, HP und AMD genutzt wird und der ein vielfältiges Spektrum von Workloads abbildet, um die Systenmleistung zu evaluieren. Zudem kann er die CPU im Single-Core-Betrieb und Multicore-Betrieb testen, was insofern wichtig ist, dass ja die Mehrzahl der Anwendungen immer noch schlecht über mehrere Cores skalieren und der Single-Thread-Performance damit eine besondere Bedeutung zukommt.

In der folgenden Tabelle haben wir die Scores des auf 6 W ausgelegten Apple-A14 mit diversen Vertretern aus den Häusern Intel und AMD verglichen (und zwar auch mit den neuesten Modellen), wobei er im Single-Thread-Modus jediglich der allerneueste AMD Ryzen 9 mit Zen-3-CPU-Mikroarchitektur übertroffen wird – einer 16-Core-CPU mit einer nominellen Leistungsaufnahme von über 100 W.

Im Multicore-Betrieb kann der A14 wie erwartet mit einigen x86-Vertretern nicht mithalten, da er ja nur 2 High-Performance-Cores behinhaltet vs. 10 oder mehr CPUs auf Intel/AMD-Seite.

Was allerdings unabhängig vom Betrieb im Single- oder Multicore-Modus bemerkenswert bleibt, ist die Energieeffizienz: Bricht man die erzielten 15.475 Punkte des Ryzen 9 auf seine 142 W bei Vollast im Turbo-Modus herunter, stehen die 4.194 Punkte des A14 bei nur 6 W plötzlich in einem ganz anderen Licht da.

Was etwas erstaunlich erscheint, ist die Tatsache, dass selbst Intels neueste in 10 nm gefertigte Tiger-Lake-Generation hier nicht mithalten kann:  Bei ähnlicher Rechenleistung in Single- und Multicore-Betrieb steht hier eine TDP von 15 W zu Buche und das trotz vielfältiger Innovationen wie SuperFin-Transistoren und Metal-Isolator-Metal-Kapazitäten (MIM-Kapazitäten) aus neuen Materialien mit geringeren elektrischen Widerständen aber 5-fach höherer Kapazität.

Für den SuperFIN hat Intel den Transistor überarbeitet: Source und Drain wurden zugunsten von weniger Widerstand optimiert, so dass mehr Strom fließen kann, und auch das veränderte Gate soll für mehr Elektronenmobilität im Kanal sorgen. Wie bei 14++ nm wurde zudem der Gate-Pitch geweitet, damit eine höhere Stromstärke und damit eine höhere Taktfrequenz möglich ist.

In den unteren Metall-Schichten sollen mehrere, nur wenige Angström dünne Schichten aus Hi-K-Dielektrikum-Materialen den Widerstand um 30 Prozent reduzieren und so die Leistung der Interconnects verbessern. Hinzu kommt ein Super-MIM-Kondensator (Metal Insulator Metal) in gröberen Schichten, welcher die elektrische Kapazität bei gleichem Platzbedarf um das Fünffache steigern soll. Das resultiert in einer deutlich niedrigeren Spannung, was wiederum die Rechenleistung drastisch erhöhen soll. Beides zusammen ist laut Intel einzigartig in der Halbleiterindustrie.

Am Ende sind die Vergleiche mit Apple noch hypothetisch, da Intel und AMD noch einen anderen Zielmarkt aufweisen – mit der Betonung auf “noch”: Erst wenn die ersten MacBooks mit Apple-eigenen Prozessoren auf dem Markt sind, wird man diese 1:1 mit Intel- und AMD-angetriebenen Laptops vergleichen können.

ProzessorAnzahl CPU-CoresArchitekturCPU-Taktfrequenz (Basis/Turbo)L2/L3-CacheSpeicherFertigungTDPGeekbench5 64 bit (Single Core)Geekbench5 64 bit (Multi Core)
AMD Ryzen 9 5950X16x86-64 Zen 33,4 GHz/4,2 GHz (4,9 GHz bei 1 Core)8 MB/64 MBDDR4-3200TSMC 7 nm105 W/142 W160715475
Apple A14 Bionic6 (2x “big” Icestorm + 4x  “Little” Firestorm)Armv8-A64 big.LITTLE1,8 GHz/2,99 GHz8 MB/-LPDDR5-5500TSMC 5 nm6 W16024194
AMD Ryzen 9 5900X12x86-64 Zen 33,7 GHz/4,5 GHz (4,8 GHz bei 1 Core)6 MB/64 MBDDR4-3200TSMC 7 nm105 W/142 W158212867
Intel Core i7-1185G74x86-64 Tiger Lake UP33 GHz/4,3 GHz (4,8 GHz bei 1 Core)5 MB/12 MBDDR4-3200/LPDDR-Vertretern4X-4266Intel 10 nm15 W bis 64 W15786102
Intel Core i7-1160G74x86-64 Tiger Lake UP42,1 GHz/3,6 GHz (4,4 GHz bei 1 Core)5 MB/12 MBLPDDR4X-4266Intel 10 nm15 W14944436
Intel Core i9-9900KS8x86-64 Coffee Lake Refresh4 GHz/4,8 GHz (5 GHz bei 1 Core)-/16 MBDDR4-2666Intel 14 nm127 W/159 W14199471
Intel Core i5-1145G74x86-64 Tiger Lake UP32,6 GHz/3,8 GHz (4,4 GHz bei 1 Core)-/8 MBDDR4-3200/LPDDR4X-4266Intel 10 nm15 W/28 W14195095
Intel Core i9-10900K10x86-64 Comet Lake3,7 GHz/4,9 GHz (5,3 GHz bei 1 Core)-/20 MBDDR4-2933Intel 14 nm125 W141711344
AMD Ryzen 7 3800XT8x86-64 Zen 2 Refresh4,2 GHz/4,5 GHz (4,7 GHz bei 1 Core)-/32 MBDDR4-3200TSMC 7 nm105 W14149852
AMD Ryzen 9 3900XT12x86-64 Zen 2 Refresh4,1 GHz/4,6 GHz (4,7 GHz bei 1 Core)-/32 MBDDR4-3200TSMC 7 nm105/142 W141412974
Intel Core i9-1090010x86-64 Comet Lake2,8 GHz/4,6 GHz (5,2 GHz bei 1 Core)-/20 MBDDR4-2933Intel 14 nm65 W137910744
AMD Ryzen 5 3600 XT6x86-64 Zen2 Refresh4 GHz/4,5 GHz-/32 MBDDr4-3200TSMC 7 nm105 W13767916
Intel Core i5-10600K6x86-64 Comet Lake4,1 GHz/4,5 GHz (4,8 GHz bei 1 Core)-/12 MBDDR4-2933Intel 14 nm125 W/182 W13546877
Apple A13 Bionic6 (2x “big” Lightning + 2x “LITTLE” Thunder)Armv8-A64 big.LITTLE1,8 GHz/2,65 GHz8 MB/-LPDDR4X-4266TSMC 7 nm6 W13343524
AMD Ryzen 9 3950X16x86-64 Zen 23,5 GHz/4 GHz (4,7 GHz bei 1 Core)-/64 MBDDR4-3200TSMC 7 nm105 W/142 W131014322

 

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