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Energieeffiziente PC-Prozessoren Apple: Neue M3-Prozessoren mit Grafik- und KI-Turbo

Von Michael Eckstein 5 min Lesedauer

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M3, M3 Pro, M3 Max: Mit bewährter Nomenklatur hat Apple seine neueste Prozessorgeneration vorgestellt. Wie gewohnt gibt es die Chips nur festverbaut in Mac-Rechnern, konkret in neuen MacBook Pros und iMacs. Maximal 16 CPU- und 40 Grafikkerne sowie aufgebohrte KI-Einheiten sollen Rechenleistung auch für anspruchsvollste Aufgaben bereitstellen.

Apples neue System-on-a-Chip-Familie M3 im Vergleich: Der Transistorzuwachs vom Grundmodell M3 über den M3 Pro zum Top-Modell M3 Max – von 25 über 37 bis hin zu 92 Milliarden Transistoren – erfordert deutlich mehr Chipfläche.
Apples neue System-on-a-Chip-Familie M3 im Vergleich: Der Transistorzuwachs vom Grundmodell M3 über den M3 Pro zum Top-Modell M3 Max – von 25 über 37 bis hin zu 92 Milliarden Transistoren – erfordert deutlich mehr Chipfläche.
(Bild: Apple)

Apple hat die mittlerweile dritte Generation seiner selbstentwickelten, Arm-basierten M-Prozessoren vorgestellt – wobei der Begriff System-on-a-Chip (SoC) passender wäre für die aus bis zu 92 Milliarden winziger Transistoren bestehenden, hochkomplexen integrierten Schaltungen. Die Chips lässt der Kult-Konzern aus Cupertino bei seinem Produktionspartner TSMC fertigen. Erstmals kommt hier die derzeit fortschrittlichste 3-Nanometer-Prozesstechnologie auch für PC-Prozessoren zum Einsatz. Die damit erreichbaren, winzigen Strukturbreiten sind bislang nur bei Smartphone-Chips anzutreffen, etwa beim neuen iPhone 15. Hauptvorteil ist die bessere Energieeffizienz gegenüber gröberen Prozesstechnologien, was wiederum bei Bedarf höhere Taktraten zulässt.

Die Grafikeinheiten der neuen Chips M3, M3 Pro und M3 Max beherrschen laut Hersteller unter anderem Hardware-beschleunigtes Raytracing und Mesh Shading sowie dynamisches Caching. Dies soll unter anderem das Berechnen von realistisch wirkenden 3D-Szenen erheblich beschleunigen. Die leistungsstärkste Ausführung des neuen Chips, der M3 Max, kommt nun auf 40 Grafikkerne (GPU) und einen Hauptprozessor (CPU) mit 16 Kernen. „Alle Aspekte seiner Architektur sind auf Performance und Energieeffizienz ausgerichtet“, so Johny Srouji, Senior Vice President of Hardware Technologies bei Apple.

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Hauptprozessor: Schneller und effizienter

Nach eigenen Angaben hat Apple bei der M3-CPU sowohl die Architektur der Performance- als auch der Effizienzkerne verbessert. Gegenüber dem Ur-M1 sollen die Performance-Kerne bis zu 30 Prozent schneller sein. Leider gibt es keinen direkten Vergleich zum Vorgänger M2. So oder so: Aufgaben wie das Kompilieren und Testen von Millionen Zeilen von Code erfolgen schneller, während Musiker laut Apple „Hunderte von Audiotracks, Plugins und virtuellen Instrumenten in Logic Pro verwenden“ können. Die ebenfalls überarbeiteten Effizienzkerne sollen bis zu 50 Prozent schneller sein als die im M1. Bei Standardaufgaben hält der Mac also länger durch. In Kombination ergeben diese Kerne eine CPU, die die gleiche Leistung mit mehreren Threads wie der M1 mit gerade einmal halb so viel Energie liefert und bis zu 35 Prozent mehr Performance bei höchster Leistungsaufnahme ermöglicht – sagt zumindest der Hersteller.

Wie gehabt können die Kerne in der Apple-Chiparchitektur auf gemeinsamen nutzbaren, sehr schnellen Arbeitsspeicher zugreifen. Alle Kerne des Prozessors können auf dieselben Daten zugreifen, ohne dass diese zwischen mehreren Speicherpools hin und her kopiert werden müssen. Dies soll für hohes Rechentempo, niedrige Latenz und hohe Energieeffizienz sorgen. Im Top-Modell stehen bis zu 128 GByte Arbeitsspeicher zur Verfügung – ausreichend für große KI-Modelle mit „Milliarden von Parametern“. Insgesamt sei das Notebook elf Mal schneller als das schnellste der früheren Modelle mit Intel-Prozessoren, heißt es in Apples M3-Vorstellungsvideo.

Dynamische Belegung des Arbeitsspeichers

Dynamisches Caching in der GPU weist nach Apple-Angaben anders als bei herkömmlichen Grafikeinheiten den lokalen Arbeitsspeicher in Echtzeit zu. So werde für jede Aufgabe nur die exakt benötigte Menge an Arbeitsspeicher verwendet. Diese „Industrieneuheit“ bilde das Fundament der neuen GPU-Architektur. Demnach erhöht die Technik die durchschnittliche Auslastung der GPU „extrem“, was die Performance für die anspruchsvollsten Apps und Spiele deutlich verbessere. Das ebenfalls Hardware-beschleunigte Mesh Shading soll für mehr Effizienz beim Verarbeiten von Formen für visuell komplexe Szenen in Spielen und grafikintensiven Apps sorgen. Laut Apple schafft die M3-GPU entweder die gleiche Performance wie beim älteren M1 bei rund halbierter Energieaufnahme, oder bis zu 65 Prozent mehr Performance.

Auch die Neural Engine hat Apple überarbeitet. Sie soll Modelle für Maschinelles Lernen um bis zu 60 Prozent schneller abarbeiten als die Engine im M1. Davon profitieren etwa KI-Bildbearbeitungstools wie Noise Reduction und Super Resolution. „Scene Edit Detection in Adobe Premiere und Smart Conform in Final Cut Pro bekommen ebenfalls mehr Performance“, lässt der Hersteller verlauten.

Alle drei Chips der M3 Familie haben auch eine verbesserte Media Engine mit Hardwarebeschleunigung für Videocodecs wie H.264, HEVC, ProRes und ProRes RAW an Bord. Neu bei Apple ist die AV1-Decodierung, die eine energieeffiziente Wiedergabe von Streamingdiensten ermöglichen und so die Batterielaufzeit verlängern soll.

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Eine Chipsarchitektur für alle Geräte

Aufgrund dieser Features und der hohen möglichen Rechenleistung der M3-Chipfamilie bekommt auch die Gaming-Branche Anreize, ihre Spiele verstärkt für das Betriebssystem MacOS zu entwickeln. Denn mit der starken Grafikleistung empfehlen sich die neuen Macs durchaus auch als Gaming-PCs.

Nach einer längeren Übergangsphase ist Apple inzwischen bei allen Mac-Modellen von Intel-Prozessoren auf Chips aus eigener Entwicklung auf Grundlage der Arm-Prozessorarchitektur umgestiegen – auf der auch die iPhone-SoCs basieren. Damit hat der Konzern eine identische technische Basis über alle Geräte hinweg. Aufgrund der besseren Energieeffizienz kann Apple zudem nun Notebooks mit deutlich längeren Batterielaufzeiten bauen, als dies zuvor möglich war. So soll etwa das neue 16-Zoll-Macbook Pro (mit Apple M3 Pro, einer 12 Core CPU, einer 18 Core GPU, 36 GB RAM und 512 GB SSD) beim drahtlosen Surfen im Web bis zu 22 Stunden am Stück durchhalten, ohne zwischendurch aufgeladen werden zu müssen. Filme soll es 15 Stunden non-stop abspielen können [1].

Tschüss 13-Zöller, adé Touchbar

Mit der Einführung der M3-Chips verschwindet die kleinere und günstigere 13-Zoll-Version des Macbook Pro im vorherigen Design aus der Modellpalette. Das bedeutet auch das Aus für die Touchbar, den Versuch von Apple, einen multifunktionalen Touchscreen-Streifen als obersten Teil der Tastatur zu etablieren. Diese hat offenbar nie wirklich viele Freunde gefunden. Die neuen Macbook-Pro-Ausführungen kommen nun alle mit 14- oder 16-Zoll-Display – und wieder mit einer gewöhnlichen Funktionstasten-Reihe anstelle der Touchbar.

Das günstigste Macbook Pro mit M3-Chip kostet in Deutschland nun rund 2.000 Euro mit 8 Gigabyte Arbeitsspeicher und 512 GB SSD-Speicherplatz. Mit einem leistungsstärkeren M3 Pro fängt der Preis bei 2.500 Euro an und mit dem Top-Chip M3 Max liegt die Schwelle bei heftigen 4.000 Euro. Mit den beiden teureren Chip-Versionen bekommt man die Macbooks jetzt auch in der dunkleren Farbe Space Schwarz, die weniger anfällig für Fingerabdrücke sein soll.

iMacs: Überspringe M2, gehe direkt zu M3

Zusammen mit dem Macbook Pro stellte Apple auch seinen iMac-Tischrechner mit 24-Zoll-Displays von M1- direkt auf M3-Chips um. Die Preise starten bei 1.600 Euro. Zu den verschiedenen Farben der iMacs gibt es auch die passenden Tastatur- und Maus-Ausführungen. (me)

[1] So hat Apple nach eigenen Angaben die Laufzeiten ermittelt: Der Test für drahtloses Surfen misst die Batterielaufzeit beim drahtlosen Surfen auf 25 gängigen Websites mit einer Bildschirmhelligkeit von Stufe 8. Beim Test für die Wiedergabe von Filmen mit der Apple TV App wird die Batterielaufzeit beim Abspielen von HD 1080p Inhalten mit einer Bildschirmhelligkeit von Stufe 8 gemessen. Die Batterielaufzeit variiert abhängig von Verwendung und Konfiguration.

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