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Wer aktuell auf der Suche nach einem neuen Rechner ist, der möglichst viel Leistung bei gleichzeitig hoher Effizienz bietet, kommt um einen Mac mit Apple Silicon nicht herum. Um das zu bewerkstelligen, wurden die Chips der M-Serie mit zwei Typen an Prozessorkernen ausgestattet. Leistungskerne sind für Aufgaben zuständig, die viel Leistung erfordern und direkt mit der Bedienung eines Macs zu tun haben; Effizienzkerne arbeiten langsamer und verbrauchen dabei weniger Energie. Die Herausforderung besteht darin, Berechnungen geschickt zu verteilen: Der Mac soll alle anstehenden Aufgaben abarbeiten, andererseits nicht zu viel Energie verbrauchen oder zu heiß werden.

Signifikant niedrigerer Stromverbrauch

Vergleicht man einen Intel-Mac mit einem Mac mit M-Chip, sticht der deutlich niedrigere Stromverbrauch direkt ins Auge. Und das sowohl unter Volllast als auch bei niedrigen Anforderungen. Howard Oakley vergleicht Apples offizielle Angaben in einem Blogbeitrag. Seit PowerPC-Zeiten sanken oder stagnierten die Leistungsaufnahmen, bis sie für den letzten Intel-mini mit 6 Kernen nach oben schnellten. Mit den M-Modellen ging es dafür um so deutlicher nach unten: Der M1-Mac halbierte die Leistungsaufnahme im Ruhezustand, unter Last sank sie auf ein Drittel. Selbst der Mac mini M2 Pro mit doppelt so vielen Kernen blieb in Leistungsspitzen deutlich unter dem Sechskerner von Intel.

Gezielte Frequenzanpassung

Gleichzeitig übertreffen M-SoCs ihre Intelvorgänger sowohl in Einzelkern- als auch Mehrkernleistung. Apples Ingenieure erreichten dies laut Oakley mit vier Faktoren: Zunächst verweist GrandCentral die Threads mit niedrigem QoS-Wert an sparsame Effizienzkerne. Die jeweiligen Kerne lassen sich je nach Bedarf mit angepasster Frequenz (und eventuell Spannung) betreiben. Diese Kerne werden wiederum in Gruppen mit derselben Energieverteilung gebündelt. Abschließend sind alle Kerne auf einem SoC zusammengefasst, was unnötig lange zeit- und energieintensive Wege vermeidet.

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CPU-Kerne agieren zudem in Gruppen

Der Aufteilung der Prozessorkerne in Gruppen widmet sich ein separater Artikel. Bei den Standard-Chips (ohne Namenszusatz wie Pro, Max oder Ultra) existieren schlicht zwei Gruppen mit jeweils vier Kernen bei der M1- sowie M2-Generation. Die Pro- und Max-Ausführungen ergänzen das Ensemble durch weitere separate Gruppen mit zusätzlichen Performance-Prozessoren. Jede Gruppe teilt sich einen L2-Cache und läuft auf derselben Taktfrequenz.  Die teureren Chips offerieren nicht nur mehr Rechenpower, sie bieten eine nochmals gesteigerte Effizienz bezüglich der Lastverteilung. Oakley erläutert dies lediglich an Pro- und Max-Modellen. Übertragen auf das Ultra-Modell des M2 lässt sich aber schlussfolgern, dass ein M2 Ultra über vier Gruppen mit je vier Performancekernen sowie zwei Gruppen á vier Effizienzkerne verfügt.

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Macht´s gut und bis zum nächsten Mal hier auf dem appletechnikblog, Euer Patrick a.k.a. Meister des Apfels