In diesem CPU-Vergleich stellen wir den Apple M2 und den Apple M1 gegenüber und prüfen anhand von Benchmarks, welcher Prozessor schneller ist.
Wir vergleichen den Apple M2 8-Kern Prozessor der im Q2/2022 erschienen ist mit dem Apple M1, welcher 8 CPU-Kerne besitzt und im Q4/2020 vorgestellt wurde.
Der Apple M2 ist ein 8-Kern Prozessor mit einer Taktfrequenz von 0,66 GHz (3,50 GHz). Der Prozessor kann zeitgleich 8 Threads berechnen. Der Apple M1 taktet mit 0,60 GHz (3,20 GHz), besitzt 8 CPU-Kerne und kann parallel 8 Threads berechnen.
Die Leistungswerte der KI-Einheit des Prozessors. Es wird hier die isolierte NPU Leistung angegeben, die gesamte KI-Leistung (NPU+CPU+iGPU) kann höher sein. 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.
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 24 GB Arbeitsspeicher in maximal 2 Speicherkanälen werden vom Apple M2 unterstützt, während der Apple M1 maximal 16 GB Arbeitsspeicher mit einer maximalen Speicherbandbreite von 68,2 GB/s ermöglicht.
Der Apple M2 besitzt eine TDP von 20 W. Die TDP des Apple M1 liegt bei 18 W. Systemintegratoren orientieren sich bei der Dimensionierung der Kühllösung an der TDP des Prozessors.
Im Vergleich zwischen dem Apple M2 und Apple M1 stellen wir fest: viel hat sich gar nicht verändert. So ist der Apple M2 eher als leichte Weiterentwicklung zum Apple M1 zu sehen, bei dem Apple vor allem an den Taktfrequenzen der CPU-Kerne geschraubt hat.
Die Taktfrequenz des Apple M2 liegt nun bei bis zu 3,5 GHz, wo im Apple M1 noch bei 3,2 GHz Schluss war. Die kleineren Effizienzkerne takten nun mit 2,8 GHz anstatt 2,06 GHz beim Apple M1. Auch bei der integrierten Grafik wurde die Taktfrequenz leicht angehoben: von 1,3 GHz auf nun 1,4 GHz im Apple M2.
Gleichzeitig zur Taktanhebung hat Apple auch die Anzahl der Grafikkerne erhöht. Statt 8 GPU-Kerne sind nun 10 GPU-Kerne im Standard verbaut. Die Anzahl der SM-Prozessoren (Ausführungseinheiten) steigt so von 128 auf 160. Im Apple M2 sind nun 1280 Textur-Shader verbaut, zuvor waren es 1024.
Neben der Änderung an der Grafik selbst, darf diese nun auch deutlich mehr Speicher für sich reservieren: sie erhält Zugriff auf den kompletten Speicher, der nun bis zu 24 GB groß sein kann (im Apple M1 waren 16 GB das Maximum). Der Speicher im Apple M2 ist nun LPDDR5-6400 mit einer maximalen Speicherbandbreite von 102 GB pro Sekunde.
Der Apple M1 kommt mit LPDDR4X-4266 Speicher nur auf 68 GB pro Sekunde. Die Anzahl der Speicherkanäle ist identisch. Beim Level 2 Cache hat Apple dem M2 4 MB mehr spendiert, insgesamt verfügt der Apple M2 nun über 20 MB L2-Cache.
Aufgrund des ähnlichen CPU-Designs musste Apple die TDP (thermische Abwärme des Prozessors) von 15 auf 22 Watt erhöhen um die Erhöhung der Taktfrequenzen im CPU und GPU-Teil sowie die etwas größere GPU mit nun 10 GPU-Kernen unterzubringen.
Gefertigt wird der Apple M2 im 5 nm Verfahren bei TSMC. Dies ist das gleiche Herstellungsverfahren welches bereits im Apple M1 genutzt wurde. Nach wie vor basieren die Apple M Prozessoren auf einen Chiplet-Design, welches eine Skalierung auf größere Ausbaustufen (Pro/Max/Ultra) relativ einfach macht.
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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.
Geekbench 6 ist ein Teillast-Benchmark für moderne Computer, Notebooks und Smartphones. Im Einkern-Test wird nur der schnellste CPU-Kern gemessen. Der Testdurchlauf simuliert die Leistung in der Praxis.
Im praxisnahen Geekbench 6 Mehrkern Benchmark wird die Leistung des Systems bei Teillast getestet. Die maximale Energieaufnahme des Prozessors wird bei weitem nicht ausgeschöpft.
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.
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.
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.
Effizienz des Prozessors unter voller Auslastung im Cinebench R23 (Mehrkern) Benchmark. Die erreichte Punktzahl wird durch die durchschnittlich benötigte Energie (CPU Package Power in Watt) geteilt. Je höher der Wert, desto effizienter ist die CPU unter Volllast.
Die Leistungswerte der KI-Einheit des Prozessors. Es wird hier die isolierte NPU Leistung angegeben, die gesamte KI-Leistung (NPU+CPU+iGPU) kann höher sein.
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).
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.
Der Apple M2 ist die Weiterentwicklung des Apple M1 Prozessors. Er wurde im 2 Quartal 2022 durch Apple angekündigt und im 3. Quartal 2022 zuerst ausgeliefert. Der Apple M2 wurde im Vergleich zum Apple M1 leicht verbessert, hauptsächlich wurden die Taktfrequenzen angehoben sowie der L2-Cache vergrößert und ein schnellerer Speicher kommt zum Einsatz.
Der Apple M2 setzt auf ein identisches Chiplayout setzt, das wieder aus 4 schnellen Performance-Kernen und 4 effizienten CPU-Kernen besteht. Scheinbar wird der Prozessor zwar wieder in 5 nm gefertigt, allerdings kommt wohl bereits das aufgefrischte TSMC N4P-Verfahren zum Einsatz. Dieses soll laut dem Hersteller aus Taiwan ca. 11 Prozent mehr Leistung bzw. 20 Prozent effizienter sein.
Die Taktfrequenz des Prozessors liegt nun bei 3,5 GHz liegen, was ein Plus von 300 MHz gegenüber dem Apple M1 darstellt. Ein größeres Upgrade wird die integrierte Grafik (iGPU) des Apple M2 erhalten. Diese verfügt nun über 10 GPU-Kerne und 160 SM-Prozessoren. Der Apple M1 verfügt über 8 GPU-Kerne und 128 SM-Prozessoren. Außerdem hat Apple die Taktfrequenz der integrierten Grafik um 100 MHz auf nun 1,4 GHz angehoben.
Beim Apple M2 Prozessor kommt nun LPDDR5-6400 Speicher zum Einsatz. Davon profitiert vor allem die Speicherbandbreite und damit die iGPU. Der Prozessor erreicht nun maximal 102 GB pro Sekunde, während der Apple M1 mit LPDDR4X-4266 Speicher nur auf 68 GB pro Sekunde kommt. Das ist eine ordentliche Verbesserung die sich gerade auch bei grafikintensiven Arbeiten bemerkbar macht.
Mit dem Apple M2 hat der Hersteller aus Cupertino also einen weiteren interessanten Mobilprozessor im Angebot, der über eine hohe Leistung verfügt und es den Mitbewerbern AMD und Intel nicht leicht macht. Der Prozessor ist sehr effizient und besitzt eine eigene KI-Schnittstelle um die Bild- und Videoverarbeitung zu beschleunigen.
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.