Neue PC-Prozessoren 2x M1 Max = M1 Ultra: Apples neuer Super-Prozessor

Von Michael Eckstein

114 Milliarden Transistoren, 128 GByte On-SoP-RAM, 32 KI-Kerne: Apples neuer M1-Ultra-Chip protzt mit Superlativen. Und gleichzeitig geringer Energieaufnahme. Details zum neuen Super-SoP aus Kalifornien.

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Der M1 Ultra besteht aus 114 Milliarden Transistoren und unterstützt bis zu 128 GB schnellen gemeinsamen Arbeitsspeicher.
Der M1 Ultra besteht aus 114 Milliarden Transistoren und unterstützt bis zu 128 GB schnellen gemeinsamen Arbeitsspeicher.
(Bild: Apple)

Die Mac-Computer von Apple erlebten in der Corona-Pandemie einen Aufschwung – auch dank der selbst entwickelten, schnellen und energieeffizienten M1-Prozessoren auf Arm-Basis. Nun will der iPhone-Konzern seinen Lauf mit dem Super-Chip M1 Ultra fortsetzen. Erst Anfang des Jahres hatte der Elektronikkonzern Apple seinen M1-Max-Chip vorgestellt. Bis zu zehn Prozessorkerne und 32 Grafikkerne (Graphic Processing Unit, GPU) sorgen hier für ein deutlich schnelleres Verarbeitungstempo gegenüber dem bereits sehr flotten und energieeffizienten Ur-System-on-Package (SoP) M1 von Ende 2020.

Nun trumpfen die Kalifornier mit einem weiteren leistungsstarken Prozessor auf – und verstärken den Druck auf den Chip-Riesen Intel und Konkurrent AMD, deren Prozessoren mit x86-Architektur in den meisten PCs und Notebooks weltweit stecken. Der Konzern aus Cupertino bezeichnet sein neues SoP „M1 Ultra“ als den leistungsstärksten Prozessor, der je für Personal Computer entwickelt wurde – Bescheidenheit à la Apple. Er kommt zunächst in den neuen Rechner Mac Studio zum Einsatz, der ebenfalls am Dienstag in einer Videopräsentation vorgestellt wurde.

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„UltraFusion“: Silizium-Interposer mit über 10.000 Verbindungen

Für den M1 Ultra schaltet Apple zwei der bisherigen Top-SoPs aus der M1-Familie, M1 Max, zusammen – mit der ebenfalls selbst entwickelten Die-zu-Die-Verbindungstechnik „UltraFusion“. Auch Prozessor-Primus Intel setzt stark auf diese „Advanced Packaging“-Verfahren, mit denen Chips aus mehreren Einzelteilen – den Chiplets – per winziger Silizium-Interconnects zu einer Funktionseinheit zusammengefügt werden.

Laut Apple soll Ultrafusion Nachteile bisheriger Mehr-Chip-Systeme vermeiden, die über Verbindungen auf der Hauptplatine miteinander gekoppelt sind. Dazu zählen etwa verlängerte Signallaufzeiten, Jitter, Signalverformungen und höherer Energieaufwand. Apple verbindet die beiden M1-Ultra-SoCs über einen Silizium-Interposer mit mehr als 10.000 Signalleitungen. Glaubt man Apple, schafft Ultrafusion die vierfache Bandbreite der derzeit „führenden Multi-Chip-Interconnect-Technik“: Satte 2,5 TByte/s. Leider macht das Unternehmen keine Angaben darüber, welche andere Technik gemeint ist.

128 GByte On-SoC-RAM, 800 GByte/s Speicherbandbreite

Damit nicht genug: Über seine schnellen Speicherinterfaces kann ein M1 Ultra bis zu 128 GByte RAM mit 800 GByte/s ansprechen. Die Speicherchips sind unmittelbar neben den SoC-Dies fest verbaut. Mit 20-Kern-CPU, 64-Kern-GPU, 32-Kern-Neural-Engine und umfangreicher Schnittstellenlogik vereint ein M1 Ultra insgesamt rund 114 Milliarden Transistoren – mehr als jeder anderer PC-Prozessor bisher.

Angesichts all dieser Superlative lehnt sich Johny Srouji, Senior Vice President of Hardware Technologies von Apple, wohl zurecht weit aus dem Fenster: „Der M1 Ultra ist ein weiterer Meilenstein in der Apple Chipentwicklung, der die PC-Branche erneut schockieren wird!“

„Absolutes Monster“: 80 Prozent schneller als bisheriger Top-Mac-Pro

Zum Einsatz kommt das neue Super-SoC zunächst im ebenfalls neuen Mac Studio: Der sieht auf den ersten Blick aus wie zwei übereinander gestapelte Mac Minis.

Der kompakte Mac-Studio-Computer wurde bei dem Event in einer für Apple etwas untypischen Wortwahl als „absolutes Monster“ bezeichnet. Er sei 80 Prozent schneller als das bisherige Top-Modell Mac Pro in der Spitzen-Konfiguration. Der Mac Pro ist der einzige Apple-Computer, der noch in der Intel-Welt feststeckt. Auch er werde umgestellt, sagte Hardware-Chef John Ternus – „aber an einem anderen Tag“.

Hohe Energieeffizienz

Schön, dass Apple bei all dem Number-Crunching einen wichtigen Aspekt nicht aus den Augen verloren hat: die Energieeffizienz. So gibt der Hersteller an, dass ein Mac Studio mit M1 Ultra die Rechenleistung eines aktuellen Desktop-PCs mit 16-Kern-Intel-Prozessor Core i9-12900K und DDR5-Speicher sowie aktueller Grafikkarte GeForce RTX 3060 Ti locker mit 100 Watt geringerer Leistungsaufnahme stemmt. Bei Grafik-Benchmarks kam der Mac Studio demnach sogar mit rund 200 Watt weniger aus. Für die Messungen hat Apple nach eigenen Angaben ausgesuchte, branchenübliche Standard-Benchmarks verwendet.

Die Marketingstrategen aus Kalifornien haben daraus errechnet, dass der Mac Studio im Laufe eines Jahres bis zu 1.000 Kilowattstunden weniger Energie als ein High-End Desktop-PC benötigt – und somit die Stromrechnung und die Umwelt entlastet.

Bei der Preisgestaltung bleibt Apple gewohnt selbstbewusst: In der Konfiguration mit einem M1 Ultra mit 20 CPU-Kernen, 64 GPU-Kernen und 32 KI-Kernen, 128 GByte RAM und 2 TByte SSD schlägt der Computer mit 7.129 Euro zu Buche.

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