Apple M1 vs Samsung Exynos 2100

CPU-Vergleich mit Benchmarks

Apple M1		Samsung Exynos 2100
CPU Vergleich In diesem CPU-Vergleich stellen wir den Apple M1 und den Samsung Exynos 2100 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 Samsung Exynos 2100, welcher 8 CPU-Kerne besitzt und im Q1/2021 vorgestellt wurde.
Apple M series (23)	Familie	Samsung Exynos (46)
Apple M1 (9)	CPU Gruppe	Samsung Exynos 2100 (1)
1	Generation	5
M1	Architektur	Cortex-X1/-A78/-A55
Mobile	Segment	Mobile
--	Vorgänger	--
Apple M2	Nachfolger	Samsung Exynos 2200
CPU Kerne und Taktfrequenz Der Apple M1 ist ein 8-Kern Prozessor mit einer Taktfrequenz von 0,60 GHz (3,20 GHz). Der Prozessor kann zeitgleich 8 Threads berechnen. Der Samsung Exynos 2100 taktet mit 2,90 GHz, besitzt 8 CPU-Kerne und kann parallel 8 Threads berechnen.
Apple M1	Eigenschaft	Samsung Exynos 2100
8	Kerne	8
8	Threads	8
hybrid (big.LITTLE)	Kernarchitektur	hybrid (Prime / big.LITTLE)
Nein	Hyperthreading	Nein
Nein	Übertaktbar ?	Nein
0,60 GHz (3,20 GHz) 4x Firestorm	A-Kern	2,90 GHz 1x Cortex-X1
0,60 GHz (2,06 GHz) 4x Icestorm	B-Kern	2,80 GHz 3x Cortex-A78
--	C-Kern	2,20 GHz 4x Cortex-A55
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 M1	Eigenschaft	Samsung Exynos 2100
Apple Neural Engine	KI-Hardware	--
16 Neural cores @ 11 TOPS	KI-Spezifikationen	--
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.
Apple M1 (8 Core)	GPU	ARM Mali-G78 MP14
0,39 GHz	Grafik-Taktfrequenz	0,76 GHz
1,30 GHz	GPU (Turbo)	--
1	GPU Generation	Vallhall 2
5 nm	Technologie	5 nm
2	Max. Bildschirme	1
128	Ausführungseinheiten	14
1024	Shader	224
Nein	Hardware Raytracing	Nein
Nein	Frame Generation	Nein
8 GB	Max. GPU Speicher	--
--	DirectX Version	12
Codec-Unterstützung in Hardware 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.
Apple M1 (8 Core)	GPU	ARM Mali-G78 MP14
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	Dekodieren
Dekodieren	Codec AVC	Dekodieren / Enkodieren
Dekodieren	Codec VC-1	Dekodieren / Enkodieren
Dekodieren / Enkodieren	Codec JPEG	Dekodieren / Enkodieren

Arbeitsspeicher & PCIe Bis zu 16 GB Arbeitsspeicher in maximal 2 Speicherkanälen werden vom Apple M1 unterstützt, während der Samsung Exynos 2100 maximal 12 GB Arbeitsspeicher mit einer maximalen Speicherbandbreite von 51,2 GB/s ermöglicht.
Apple M1	Eigenschaft	Samsung Exynos 2100
LPDDR4X-4266	Arbeitsspeicher	LPDDR5-6400
16 GB	Max. Speicher	12 GB
2 (Dual Channel)	Speicherkanäle	4 (Quad Channel)
68,2 GB/s	Max. Bandbreite	51,2 GB/s
Nein	ECC	Nein
16,00 MB	L2 Cache	--
--	L3 Cache	--
4.0	PCIe Version	--
--	PCIe Leitungen	--
--	PCIe Bandbreite	--
Leistungsaufnahme Der Apple M1 besitzt eine TDP von 18 W. Die TDP des Samsung Exynos 2100 liegt bei --. Systemintegratoren orientieren sich bei der Dimensionierung der Kühllösung an der TDP des Prozessors.
Apple M1	Eigenschaft	Samsung Exynos 2100
18 W	TDP (PL1 / PBP)	--
--	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 Samsung Exynos 2100 liegt bei 0,00 MB. Der Prozessor wird in 5 nm gefertigt.
Apple M1	Eigenschaft	Samsung Exynos 2100
5 nm	Technologie	5 nm
Chiplet	Chip-Design	Unbekannt
Armv8.5-A (64 bit)	Befehlssatz (ISA)	Armv8-A (64 bit)
Rosetta 2 x86-Emulation	ISA Erweiterungen	--
--	Sockel	--
Apple Virtualization Framework	Virtualisierung	Keine
Ja	AES-NI	Nein
macOS	Betriebssysteme	Android
Q4/2020	Erscheinungsdatum	Q1/2021
--	Erscheinungspreis	--
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Geräte mit diesem Prozessor
Apple M1	Samsung Exynos 2100
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Apple M1 - Beschreibung des Prozessors

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.

Samsung Exynos 2100 - Beschreibung des Prozessors

Der Samsung Exynos 2100 ist ein Smartphone-Prozessor von Samsung. Er setzt auf die ARM-Architektur und nutzt ein Hybrid-Kerndesign (Prime / big.LITTLE). Das bedeutet, dass der Samsung Exynos 2100 gleich drei verschiedene CPU-Kerne besitzt. Der Prime-Kern vom Typ Cortex-X1 ist dabei der schnellste. Er basiert auch auf einem ARM Cortex-A78, ist aber auf absolute Spitzenleistung bei hohen Taktfrequenzen ausgelegt. Er taktet mit bis zu 2,9 GHz.

Des weiteren sind drei normale Cortex A-78 Kerne verbaut, die mit bis zu 2,8 GHz takten. Ergänzt werden die Kerne durch 4 weitere Cortex-A55 CPU-Kerne. Diese sind als so genannte "Stromsparkerne" auf Effizienz getrimmt und übernehmen alle Systemaufgaben, die im Hintergrund ausgeführt werden sollen. Bei hoher Rechenlast bündelt der Samsung Exynos 2100 seine 8 CPU-Kerne.

Als iGPU kommt eine ARM Mali-G78 MP14 zum Einsatz, die über 14 Rechenkerne (bzw. Ausführungseinheiten) verfügt. Obwohl Samsung nur auf 14 von maximal möglichen 24 GPU-Recheneinheiten der Mali-G78 zurückgreift, ist die Grafikleistung mit 1,36 TFLOPS für ein Smartphone SoC sehr gut. Apples neuer A14 Bionic Chip bringt es im Vergleich nur auf 0,8 TFLOPS. Allerdings sind FP32-Rohleistungswerte nicht immer 1:1 auf praktische Anwendungen oder Spiele umlegbar. In der Praxis fällt der Unterschied zwischen beiden Prozessoren wenig groß aus.

Der ARM Mali-G78 MP14 wird in einem modernen 5nm Verfahren gefertigt und schließt damit die Lücke zu Apple, die den Apple A14 Bionic exklusiv in 5 nm fertigen lassen. Die Fertigung spielt bei Prozessoren eine große Rolle und ist umso wichtiger für Smartphone Prozessoren, da diese sehr auf eine geringe Wärmeentwicklung bei trotzdem hoher CPU-Leistung angewiesen sind. Außerdem spielt die Energieeffizienz eine große Rolle. Vorgestellt hat Samsung den ARM Mali-G78 MP14 im 1. Quartal 2021.

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