In diesem CPU-Vergleich stellen wir den Apple M1 Ultra (48-GPU) und den Apple A15 Bionic (5-GPU) gegenüber und prüfen anhand von Benchmarks, welcher Prozessor schneller ist.
Wir vergleichen den Apple M1 Ultra (48-GPU) 20-Kern Prozessor der im Q1/2022 erschienen ist mit dem Apple A15 Bionic (5-GPU), welcher 6 CPU-Kerne besitzt und im Q3/2021 vorgestellt wurde.
Der Apple M1 Ultra (48-GPU) ist ein 20-Kern Prozessor mit einer Taktfrequenz von 0,60 GHz (3,20 GHz). Der Prozessor kann zeitgleich 20 Threads berechnen. Der Apple A15 Bionic (5-GPU) taktet mit 3,23 GHz, besitzt 6 CPU-Kerne und kann parallel 6 Threads berechnen.
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.
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.
Bis zu 128 GB Arbeitsspeicher in maximal 8 Speicherkanälen werden vom Apple M1 Ultra (48-GPU) unterstützt, während der Apple A15 Bionic (5-GPU) maximal 6 GB Arbeitsspeicher mit einer maximalen Speicherbandbreite von 34,1 GB/s ermöglicht.
Der Apple M1 Ultra (48-GPU) besitzt eine TDP von 60 W. Die TDP des Apple A15 Bionic (5-GPU) liegt bei 7.25 W. Systemintegratoren orientieren sich bei der Dimensionierung der Kühllösung an der TDP des Prozessors.
Der Apple M1 Ultra (48-GPU) besitzt 52,00 MB Cache und wird in 5 nm hergestellt. Der Cache des Apple A15 Bionic (5-GPU) liegt bei 48,00 MB. Der Prozessor wird in 5 nm gefertigt.
Hier kannst Du den Apple M1 Ultra (48-GPU) bewerten, um anderen Besuchern bei ihrer Kaufentscheidung zu helfen. Die durchschnittliche Bewertung liegt bei 4,3 Sternen (3 Bewertungen). Jetzt bewerten:
Hier kannst Du den Apple A15 Bionic (5-GPU) bewerten, um anderen Besuchern bei ihrer Kaufentscheidung zu helfen. Die durchschnittliche Bewertung liegt bei 4,2 Sternen (29 Bewertungen). Jetzt bewerten:
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.
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 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 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.
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.
Apple M1 Ultra (48-GPU) - Beschreibung des Prozessors
Der Apple M1 Ultra besitzt insgesamt 20 CPU-Kerne, die mit einer Taktfrequenz von 3,2 GHz (Performance-Kerne) bzw. 2,06 GHz (Effizienz-Kerne) auf dem selben Niveau wie schon beim normalen Apple M1 bzw. den größeren Ausbaustufen Apple M1 Pro und Apple M1 Max liegen.
Der Apple M1 Ultra mit 48-GPU Kernen besitzt die gleiche Anzahl an CPU-Kernen wie der Apple M1 Ultra mit 64 GPU-Kernen. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Apple M1 Ultra Prozessoren ist in der internen Grafikeinheit (iGPU) zu finden.
Der Apple M1 Ultra ist aktuell der größte und schnellste Apple Prozessor. Er vereint über ein Interface mit einer Bandbreite von 2,5 TB/s zwei einzelne Apple M1 Max Prozessorchips. Eine ähnliche Technik verwendet auch AMD seit längerem in seinen AMD Ryzen Prozessoren.
Über die Schnittstelle der beiden Prozessoren im Apple M1 Ultra werden neben den CPU-Kernen auch die beiden Grafikeinheiten (jeweils 24 GPU-Kerne) synchronisiert. Die Schnittstelle selbst besteht dabei laut Apple aus 1000 separaten Leitungen, die eine so große Bandbreite überhaupt erst möglich machen.
Die Speicherbandbreite des LPDDR5-6400 Speichers liegt bei knapp 820 GB/s, was ca. 10x so schnell ist wie bei aktuellen Desktop-Prozessoren von AMD und Intel. Da Apple auf keine externe Grafikeinheit in seinen neuen Produkten setzt, muss der Speicher so schnell sein um die GPU-Einheiten des Apple M1 Ultra nichts auszubremsen. Prozessor und Grafikeinheit teilen sich den bis zu 128 GB großen Speicher dynamisch auf.
Der Apple M1 Ultra mit 48 GPU-Kernen erreicht eine FP32 Rechenleistung (einfache Genauigkeit) von 15,9 TFLOP/s. Das sind 25% weniger als bei der größeren Ausbaustufe des Apple M1 Ultra mit 64-GPU Kernen. Diese kommt auf eine FP32-Leistung von 21,2 TFLOP/s. Trotzdem ist auch die 48-Kern Variante der GPU den iGPU der Konkurrenz deutlich überlegen und ca. 4x so schnell wie etwa die iGPU des AMD Ryzen 9 6980HX. Auch im direkten Vergleich mit einer dedizierten Grafikkarte von AMD oder NVIDIA sieht der neue Apple M1 Ultra gut aus und liegt in etwa auf dem Niveau einer AMD Radeon RX 6800 (16,2 TFLOP/s) bzw. einer NVIDIA RTX 3060 Ti (16,5 TFLOP/s).
Apple A15 Bionic (5-GPU) - Beschreibung des Prozessors
Der Apple A15 Bionic ist ein 6-Kern SoC, das im Herbst 2021 mit dem Apple iPhone 13 bzw. Apple iPhone 13 Pro der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Der SoC basiert wieder auf einem 2+4 CPU-Kern Design, wobei die 2 "Avalanche" Performance Kerne von 4 "Blizzard" getauften Energie-Effizienten CPU-Kernen unterstützt werden.
In Geekbench 5.4.1 wird eine Taktfrequenz von 3,23 GHz für den Prozessor ermittelt. Die CPU-Kerne können maximal 1 Thread pro Kern gleichzeitig bearbeiten. Über einen Turbo-Modus verfügen die Kerne zwar nicht, es ist aber vermutlich so, dass Apple die Basis-Taktfrequenz nicht angibt. Diese lässt sich aktuell auch nicht über Tools auslesen, so dass wir nur vermuten können, dass der Prozessor nicht dauerhaft mit 3,23 GHz taktet.
Gegenüber dem direkten Vorgänger, dem Apple A14 Bionic konnte Apple die Leistung des Smartphone-SoC um ca. 10-15 Prozent steigern. Der Level-1 System Cache hat sich zum Vorgänger verdoppelt, der Level 2 Cache bleibt mit 4 MB gleich. Gefertigt werden sowohl der Apple A15 Bionic als auch der Apple A14 Bionic in einem 5 nm Verfahren bei TSMC, wobei für den neueren Apple A15 Bionic in leicht verbessertes Verfahren "N5+" zum Einsatz kommt, welches den Energieverbrauch nochmal reduziert.
Das macht sich positiv bei der Akkulaufzeit bemerkbar. So halten die neuen iPhone 13 / iPhone 13 Pro ca. 1 Stunde länger durch. Die neuronalen Kerne hat Apple im Vergleich zum Apple A14 Bionic verdoppelt, dies soll vor allem der Bilder- und Videoverarbeitung zu Gute kommen. Auch die Grafikleistung liegt deutlich über der des Vorgängers. Mit dem Apple A15 unterscheidet Apple zudem zwei Ausbaustufen: die kleinere besitzt nur 4 GPU-Kerne (Apple iPhone 13), wobei die größere Version (Apple iPhone 13 Pro) mit 5 GPU-Kernen (ca. 20% mehr Leistung) daher kommt.
Die TDP des Apple A15 Bionic liegt bei 8,5 Watt, allerdings drosselt das SoC nach einiger Zeit seine Leistung geringfügig um nicht zu überhitzen.