In diesem CPU-Vergleich stellen wir den Apple M1 und den Apple A14 Bionic gegenüber und prüfen anhand von Benchmarks, welcher Prozessor schneller ist.
Wir vergleichen den Apple M1 8-Kern Prozessor der im Q4/2020 erschienen ist mit dem Apple A14 Bionic, welcher 6 CPU-Kerne besitzt und im Q3/2020 vorgestellt wurde.
Der Apple M1 ist ein 8-Kern Prozessor mit einer Taktfrequenz von 3,20 GHz. Der Prozessor kann zeitgleich 8 Threads berechnen. Der Apple A14 Bionic taktet mit 2,06 GHz, besitzt 6 CPU-Kerne und kann parallel 6 Threads berechnen.
8
Kerne
6
8
Threads
6
hybrid (big.LITTLE)
Kernarchitektur
hybrid (big.LITTLE)
Nein
Hyperthreading
Nein
Nein
Übertaktbar ?
Nein
3,20 GHz 4x Firestorm
A-Kern
3,00 GHz 2x Firestorm
2,06 GHz 4x Icestorm
B-Kern
1,82 GHz 4x Icestorm
--
C-Kern
--
Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen
Prozessoren mit Unterstützung von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) können viele Berechnungen insbesondere der Audio-, Bild- und Videoverarbeitung sehr viel schneller verarbeiten als klassische Prozessoren. Algorithmen für ML verbessern ihre Leistung je mehr Daten sie per Software gesammelt haben. ML-Aufgaben können bis zu 10.000 Mal so schnell verarbeitet werden wie mit einem klassischen Prozessor.
Apple Neural Engine
KI-Hardware
Apple Neural Engine
16 Neural cores @ 11 TOPS
KI-Spezifikationen
16 Neural cores @ 11 TOPS
Interne Grafik
Eine in den Prozessor integrierte Grafik (iGPU) ermöglicht nicht nur die Bildausgabe ohne auf eine dedizierte Grafiklösung angewiesen zu sein, sondern kann auch die Videowiedergabe effizient beschleunigen.
Ein in Hardware beschleunigter Foto- oder Videocodec kann die Arbeitsgeschwindigkeit eines Prozessors stark beschleunigen und die Akkulaufzeit von Notebooks oder Smartphones bei der Wiedergabe von Videos verlängern.
Dekodieren / Enkodieren
Codec h265 / HEVC (8 bit)
Dekodieren / Enkodieren
Dekodieren / Enkodieren
Codec h265 / HEVC (10 bit)
Dekodieren / Enkodieren
Dekodieren / Enkodieren
Codec h264
Dekodieren / Enkodieren
Dekodieren / Enkodieren
Codec VP9
Dekodieren / Enkodieren
Dekodieren
Codec VP8
Dekodieren / Enkodieren
Nein
Codec AV1
Nein
Dekodieren
Codec AVC
Dekodieren
Dekodieren
Codec VC-1
Dekodieren
Dekodieren / Enkodieren
Codec JPEG
Dekodieren / Enkodieren
Arbeitsspeicher & PCIe
Bis zu 16 GB Arbeitsspeicher in maximal 2 Speicherkanälen werden vom Apple M1 unterstützt, während der Apple A14 Bionic maximal 6 GB Arbeitsspeicher mit einer maximalen Speicherbandbreite von 34,1 GB/s ermöglicht.
LPDDR4X-4266
Arbeitsspeicher
LPDDR4X-4266
16 GB
Max. Speicher
6 GB
2 (Dual Channel)
Speicherkanäle
1 (Single Channel)
68,2 GB/s
Max. Bandbreite
34,1 GB/s
Nein
ECC
Nein
16,00 MB
L2 Cache
12,00 MB
L3 Cache
16,00 MB
4.0
PCIe Version
--
PCIe Leitungen
--
--
PCIe Bandbreite
--
Leistungsaufnahme
Der Apple M1 besitzt eine TDP von 15 W. Die TDP des Apple A14 Bionic liegt bei 7 W. Systemintegratoren orientieren sich bei der Dimensionierung der Kühllösung an der TDP des Prozessors.
15 W
TDP (PL1 / PBP)
7 W
--
TDP (PL2)
--
20 W
TDP up
--
10 W
TDP down
--
--
Tjunction max.
--
Technische Daten
Der Apple M1 besitzt 16,00 MB Cache und wird in 5 nm hergestellt. Der Cache des Apple A14 Bionic liegt bei 28,00 MB. Der Prozessor wird in 5 nm gefertigt.
Apple M1 gegen Apple A14 Bionic ist ein Duell der ARM Prozessoren aus dem Hause Apple. Die beiden Prozessoren sind im selben Jahr raus gekommen. Der Einsatzzweck ist aber bei beiden ein völlig anderer.
Schon in den letzten Jahren zeichnete sich die hohe Leistung von ARM Prozessoren ab. Sie können seit einiger Zeit bereits die alltäglichen Aufgaben problemlos bewältigen.
In der hauseigenen Apple Welt spielen die selbst hergestellten Prozessoren dann ihre volle Stärke aus und lassen die Konkurrenten nicht selten alt aussehen.
Der Apple M1 ist der erste hauseigene ARM Prozessor für den Einsatz in mobilen Geräten wie Notebooks. Aufgrund der enormen Performance setzt ihr Apple aber auch in Desktoplösungen wie dem Mac Mini ein.
Der Apple M1 verfügt über ein Maximaltakt von 3,2 GHz und hat 8 Kernen. Er ist in 5nm gefertigt und bietet eine Unterstützung von bis zu 16 GB LPDDR4X-4266 Arbeitsspeicher.
Seine große Stärke ist ohne Zweifel die integrierte Grafiklösung. Mithilfe dieser ist es dem Apple M1 möglich auch komplexe Rechenoperationen problemlos zu bewerkstelligen.
Der Apple A14 Bionic ist das für den ausschließlich mobilen Einsatz konzeptionierte Pendant zum Apple M1.
Wie der M1 wird auch der A14 in 5nm gefertigt und unterstützt die gleiche Menge an Arbeitsspeicher. Mit 6W TDP (PL1) liegt der Stromverbrauch aber nur fast bei der Hälfte (der M1 hat 15W angegeben).
Das sich das auch in der Performance zeigt sollte anhand dieser deutlichen Unterschiede nicht verwundern.
Die Benchmark Ergebnisse zeigen klar die Stärke des Apple M1 gegenüber seines mobilen Bruders dem Apple A14 Bionic auf.
Während im Geekbench 5 im Singel-Core noch die Ergebnisse dicht beieinander liegen (M1 1.744 vs. A14 1.592), können sie im Multi-Core Test kaum unterschiedlicher sein.
Hier schlägt der M1 den A14 deutlich um fast 50 % (M1 7.676 vs. A14 4.112).
Der Cinebench 2024 Benchmark basiert auf der Redshift-Rendering Engine die auch im 3D-Programm Cinema 4D des Herstellers Maxon zum Einsatz kommt. Die Benchmark-Durchläufe sind je 10 Minuten lang um zu Testen ob der Prozessor durch seine Wärmeentwicklung limitiert wird.
Der Mehrkern-Test des Cinebench 2024-Benchmarks nutzt alle CPU-Kerne zum Rendern mit der Redshift-Rendering-Engine, die auch in Maxons Cinema 4D zum Einsatz kommt. Der Benchmark-Lauf dauert 10 Minuten, um zu testen, ob der Prozessor durch seine Wärmeentwicklung eingeschränkt wird.
Cinebench R23 ist die Weiterentwicklung von Cinebench R20 und basiert ebenso auf der Cinema 4D Suite, einem weltweit eingesetzten Programm, das benutzt wird um 3D-Inhalte und Formen zu generieren. Der Single-Core Test nutzt nur einen CPU-Kern, die Anzahl der Kerne sowie Hyperthreading beeinflussen das Ergebnis nicht.
Cinebench R23 ist die Weiterentwicklung von Cinebench R20 und basiert ebenso auf der Cinema 4D Suite, einem weltweit eingesetzten Programm, das benutzt wird um 3D-Inhalte und Formen zu generieren. Der Multi-Core Test bezieht alle CPU-Kerne mit ein und zieht einen großen Nutzen aus Hyperthreading.
Der Geekbench 5 Benchmark 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 Hyperthreading beeinflussen das Ergebnis nicht.
Der Geekbench 5 Benchmark misst die Leistung des Prozessors und bezieht dabei auch den Arbeitsspeicher mit ein. Ein schnellerer Arbeitsspeicher kann das Ergebnis stark verbessern. Der Multi-Core Test bezieht alle CPU-Kerne mit ein und zieht einen großen Nutzen aus Hyperthreading.
Geekbench 6 ist ein Benchmark für moderne Computer, Notebooks und Smartphones. Neu ist eine optimierte Auslastung neuerer CPU-Architekturen die z.B. auf das big.LITTLE Konzept aufbauen und unterschiedlich große CPU-Kerne miteinander kombinieren. Der Einkern-Benchmark bewertet nur die Leistung des schnellsten CPU-Kerns, die Anzahl der CPU-Kerne eines Prozessors spielt hier keine Rolle.
Geekbench 6 ist ein Benchmark für moderne Computer, Notebooks und Smartphones. Neu ist eine optimierte Auslastung neuerer CPU-Architekturen die z.B. auf das big.LITTLE Konzept aufbauen und unterschiedlich große CPU-Kerne miteinander kombinieren. Der Mehrkern-Benchmark bewertet die Leistung aller CPU-Kerne des Prozessors. Virtuelle Threadverbesserungen wie die AMD SMT oder Intels Hyper-Threading haben einen positiven Einfluss auf das Benchmark-Ergebnis.
Die theoretische Rechenleistung der internen Grafikeinheit des Prozessors bei einfacher Genauigkeit (32 bit) in GFLOPS. GFLOPS gibt an, wie viele Milliarden Gleitkommaoperationen die iGPU pro Sekunde durchführen kann.
Der AnTuTu 9 Benchmark eignet sich sehr gut um die Leistung eines Smartphones zu messen. AnTuTu 9 ist recht 3D-Grafik lastig und kann nun auch die Grafikschnittstelle "Metal" nutzen. In AnTuTu werden zudem der Arbeitsspeicher sowie die UX (Benutzererfahrung) durch Simulation der Browser- und App-Nutzung getestet. Die Version 9 von AnTuTu kann jede ARM-CPU vergleichen, die unter Android oder iOS ausgeführt wird. Geräte sind möglicherweise nicht direkt vergleichbar, wenn der Benchmark unter verschiedenen Betriebssystemen durchgeführt wurde.
Im AnTuTu 9 Benchmark ist die Einkern-Leistung eines Prozessors nur gering gewichtet. Die Bewertung setzt sich aus der Mehrkern-Leistung des Prozessors, der Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers und der Leistungsfähigkeit der internen Grafik zusammen.
Der AnTuTu 8-Benchmark misst die Leistung eines SoC. AnTuTu vergleicht die CPU, GPU, den Speicher sowie die UX (Benutzererfahrung) durch Simulation der Browser- und App-Nutzung. Die Version 8 von AnTuTu kann jede ARM-CPU vergleichen, die unter Android oder iOS ausgeführt wird. Geräte sind möglicherweise nicht direkt vergleichbar, wenn der Benchmark unter verschiedenen Betriebssystemen durchgeführt wurde.
Im AnTuTu 8 Benchmark ist die Einkern-Leistung eines Prozessors nur gering gewichtet. Die Bewertung setzt sich aus der Mehrkern-Leistung des Prozessors, der Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers und der Leistungsfähigkeit der internen Grafik zusammen.
Im Blender Benchmark 3.1 werden die Szenen "monster", "junkshop" sowie "classroom" gerendert und die von dem System benötigte Zeit gemessen. In unserem Benchmark testen wir die CPU und nicht die Grafikkarte. Blender 3.1 wurde im März 2022 als eigenständige Version vorgestellt.
Nicht alle der hier aufgelisteten Prozessoren wurden von uns getestet. Einige der Ergebnisse wurden basierend auf einer Formel errechnet und können von Passmark CPU mark Ergebnissen abweichen und sind unabhängig von PassMark Software Pty Ltd. Der PassMark CPU Mark generiert Primzahlen um die Geschwindigkeit eines Prozessors zu messen. Hierbei werden alle CPU-Kerne sowie Hyperthreading genutzt.
Blender ist eine kostenlose 3D-Grafiksoftware zum rendern (erstellen) von 3D-Körpern, die sich in der Software auch mit Texturen versehen und animieren lassen. Der Blender Benchmark erstellt vordefinierte Szenen und misst dabei die Zeit (s) die für die komplette Szene benötigt wird. Je kürzer die benötigte Zeit, desto besser. Als Benchmark Szene haben wir bmw27 ausgewählt.
Prozessoren mit Unterstützung von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) können viele Berechnungen insbesondere der Audio-, Bild- und Videoverarbeitung sehr viel schneller verarbeiten als klassische Prozessoren. Die Leistung wird in der Anzahl (Billionen) an Rechenoperationen pro Sekunde angegeben (TOPS).
Der Apple M1 ist Apples erster ARM-Chip für Macs. Er basiert und ähnelt den mobilen A-Prozessoren von Apple, besitzt aber im Vergleich zum Apple A14 Bionic vier mal mehr Level 2 Cache (16 MB zu 4 MB im Apple A14 Bionic). Er vereint 4 schnelle und große Firestorm-Kerne mit 4 effizienten und kleineren Icestorm-Kernen. Der Kernaufbau ist im big.LITTLE Design aufgebaut, was den Chips sehr stark aber gleichzeitig auch energiesparend macht.
Wie auch der Apple A14 Bionic wird auch der Apple M1 in 5 nm bei TSMC gefertigt, womit er der erste Serienchip für Mobil- und Desktopgeräte ist, der in 5 nm hergestellt wird. Je feiner die Fertigungsstruktur, umso energieeffizienter lassen sich Prozessoren betreiben. Der Prozessor wird mit 3,2 GHz betrieben und kann passiv (ohne aktive Lüftung) oder aktiv mit einem Lüfter eingesetzt werden. Die TDP liegt bei 10 bis 15 Watt.
Der Apple M1 bringt er eine sehr schnelle iGPU mit 7 oder 8 GPU-Kernen mit. Die 8-Kern Variante der iGPU erreicht dabei eine FP32-Rohleistung von 2,6 TFLOPGS (2600 GFLOPS). Zusätzlich ist das SoC mit 16 AI/ML Kernen für maschinelle Berechnungen wie Video- oder Bildbearbeitung ausgerüstet. Ein ISP für die Optimierung von Bildern und Aufnahmen über die Webcam des Notebook ist auch vorhanden. Der Chip unterstützt hardwarebeschleunigtes AES und kann so die Daten auf der im System eingebauten SSD schnell und effizient verschlüsseln.
Es werden bis zu 16 GB LPDDR4X / LPDDR5 Arbeitsspeicher unterstützt, der beim Apple M1 in einem dichten DRAM-Package direkt mit im SoC integriert ist, was die Bandbreite und den damit verbundenen Datendurchsatz stark erhöht. Davon profitiert im großen Maße auch die iGPU, die den Arbeitsspeicher auch als Grafikspeicher nutzt. Das reicht für den Prozessor um sich aktuell im Geekbench 5 - Einkern Benchmark den ersten Platz zu sichern. Aber auch in Mehrkern-Benchmarks erreicht der 15 Watt Prozessor Punktzahlen die bisher nur 45+ Watt Prozessoren vorbehalten waren.
Apple A14 Bionic - Beschreibung des Prozessors
Der Apple A14 Bionic ist ein 6-Kern Mobilprozessor von Apple, der auf einem angepassten ARMv8 Design basiert. Er unterstützt 64-Bit Anwendungen und verfügt über ein Hybrid-Kernlayout (big.Little). Dieses besteht aus zwei Performance-Kernen (Icestorm), die mit bis zu 3,1 GHz takten. Diese Taktfrequenz ist für einen Smartphone bzw. Tablet Prozessor sehr hoch und ist der Tatsache geschuldet, dass Apple beim A14 bereits auf die feine 5 nm Fertigungstechnik von TSMC zurückgreifen konnte. Apple ist damit einer der ersten Hersteller, der Chips in 5 nm ausliefert.
Die beiden Performance-Kerne werden im Apple A14 durch 4 Effizienz-Kerne (Firestorm) erweitert, die mit einer Taktfrequenz von 1,8 GHz arbeiten und daher sehr energiesparend sind. Je geringer die Taktfrequenz desto besser ist das Watt-Leistungs-Verhältnis eines Prozessors.
Auch wenn Apple keine TDP-Werte seiner Prozessoren veröffentlicht, ist der A14 höchst wahrscheinlich in der 6-Watt TDP-Klasse anzusiedeln. Die iGPU des Apple A14 verfügt über 4 GPU Kerne, die eine Leistungssteigerung von ca. 15-20% gegenüber dem im Vorjahr vorgestellten A13 Prozessor ermöglichen. Es wird vermutet, dass es sich um die gleiche GPU-Architektur handelt, die durch die 5 nm Fertigung aber etwas höhere Taktfrequenzen besitzt.
Erstmals kann mit dem Apple A14 ein Prozessor mit LPDDR5 Arbeitsspeicher umgehen. Diese werden bei Samsung gefertigt und sollen die LPDDR5-5500 Spezifikation erfüllen. Die gleichen Module setzt Samsung bereits in seinen eigenen Smartphones ein. Ein 8 MB großer Cache sowie ein eingebauter AI-Beschleuniger (16 Kerne) sollen es ermöglichen, sehr komplexe Berechnungen fast in Echtzeit auf dem A14 auszuführen. Davon profitieren unter anderen Anwendungen zur Video- und Fotobearbeitung.
Als erstes Produkt darf das iPad Air 2020 (4. Generation) auf den Apple A14 zurückgreifen. Außerdem wird der Chip in den 2020er iPhones eingesetzt (Apple iPhone 12 sowie Apple iPhone 12 Pro).