Apple M3 vs Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)

CPU-Vergleich mit Benchmarks

Apple M3		Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)
CPU Vergleich Apple M3 oder Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) - welcher Prozessor ist schneller ? In diesem Vergleich betrachten wir die Unterschiede und analysieren welche dieser beiden CPUs besser ist. Dabei vergleichen wir die technischen Daten und Benchmark-Ergebnisse. Der Apple M3 besitzt 8 Kerne mit 8 Threads und taktet mit maximal 4,06 GHz. Es werden bis zu 24 GB Arbeitsspeicher in 2 Speicherkanälen unterstützt. Erschienen ist der Apple M3 im Q4/2023. Der Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) besitzt 4 Kerne mit 4 Threads und taktet mit maximal 1,50 GHz. Die CPU unterstützt bis zu 8 GB Arbeitsspeicher in 1 Speicherkanälen. Erschienen ist der Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) im 06/2019.
Apple M series (25)	Familie	Broadcom BCM (3)
Apple M3 (6)	CPU Gruppe	Broadcom BCM2711 (1)
3	Generation	4
M3	Architektur	Cortex-A72
Mobile	Segment	Desktop / Server
Apple M2	Vorgänger	Raspberry Pi 3 B+ (Broadcom BCM2837B0)
Apple M4	Nachfolger	Raspberry Pi 5 B (Broadcom BCM2712)
CPU Kerne und Taktfrequenz Der Apple M3 besitzt 8 CPU-Kerne und kann 8 Threads parallel berechnen. Die Taktfrequenz des Apple M3 liegt bei 0,70 GHz (4,06 GHz) während der Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) 4 CPU-Kerne besitzt und 4 Threads gleichzeitig berechnen kann. Die Taktfrequenz des Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) liegt bei 1,50 GHz.
Apple M3	Eigenschaft	Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)
8	Kerne	4
8	Threads	4
hybrid (big.LITTLE)	Kernarchitektur	normal
Nein	Hyperthreading	Nein
Nein	Übertaktbar ?	Ja
0,70 GHz (4,06 GHz) 4x P-Core	A-Kern	1,50 GHz 4x Cortex-A72
0,74 GHz (2,75 GHz) 4x E-Core	B-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 M3	Eigenschaft	Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)
Apple Neural Engine	KI-Hardware	--
16 Neural cores @ 35 TOPS	KI-Spezifikationen	--
Interne Grafik Der Apple M3 oder Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) verfügt über eine integrierte Grafik, kurz iGPU genannt. Die iGPU nutzt den Arbeitsspeicher des Systems als Grafikspeicher und sitzt auf dem Die des Prozessors.
Apple M3 (10 Core)	GPU	Broadcom VideoCore VI
0,39 GHz	Grafik-Taktfrequenz	0,50 GHz
1,40 GHz	GPU (Turbo)	--
3	GPU Generation	6
3 nm	Technologie	28 nm
2	Max. Bildschirme	2
160	Ausführungseinheiten	4
1280	Shader	64
Ja	Hardware Raytracing	Nein
Nein	Frame Generation	Nein
24 GB	Max. GPU Speicher	2 GB
--	DirectX Version	--
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 M3 (10 Core)	GPU	Broadcom VideoCore VI
Dekodieren / Enkodieren	Codec h265 / HEVC (8 bit)	Dekodieren
Dekodieren / Enkodieren	Codec h265 / HEVC (10 bit)	Dekodieren
Dekodieren / Enkodieren	Codec h264	Dekodieren / Enkodieren
Dekodieren / Enkodieren	Codec VP9	Dekodieren
Dekodieren	Codec VP8	Dekodieren
Dekodieren	Codec AV1	Nein
Dekodieren	Codec AVC	Dekodieren
Dekodieren	Codec VC-1	Dekodieren
Dekodieren / Enkodieren	Codec JPEG	Dekodieren / Enkodieren

Arbeitsspeicher & PCIe Der Apple M3 kann bis zu 24 GB Arbeitsspeicher in 2 Speicherkanälen nutzen. Die maximale Speicherbandbreite liegt bei 102,4 GB/s. Bis zu 8 GB Arbeitsspeicher unterstützt der Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) in 1 Speicherkanälen und erreicht eine Speicherbandbreite von bis zu 12,8 GB/s.
Apple M3	Eigenschaft	Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)
LPDDR5-6400	Arbeitsspeicher	LPDDR4-3200
24 GB	Max. Speicher	8 GB
2 (Dual Channel)	Speicherkanäle	1 (Single Channel)
102,4 GB/s	Max. Bandbreite	12,8 GB/s
Nein	ECC	Nein
20,00 MB	L2 Cache	1,00 MB
--	L3 Cache	--
4.0	PCIe Version	--
--	PCIe Leitungen	--
--	PCIe Bandbreite	--
Leistungsaufnahme Die Thermal Design Power (kurz TDP) des Apple M3 liegt bei 22 W, während der Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) eine TDP von 7.5 W besitzt. Die TDP gibt die notwendige Kühllösung vor, die benötigt wird um den Prozessor ausreichend zu kühlen.
Apple M3	Eigenschaft	Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)
22 W	TDP (PL1 / PBP)	7.5 W
--	TDP (PL2)	--
--	TDP up	--
15 W	TDP down	3 W
100 °C	Tjunction max.	--
Technische Daten Der Apple M3 wird in 3 nm gefertigt und verfügt über 20,00 MB Cache. Der Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) wird in 28 nm gefertigt und verfügt über einen 1,00 MB großen Cache.
Apple M3	Eigenschaft	Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)
3 nm	Technologie	28 nm
Chiplet	Chip-Design	Monolithisch
Armv8-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, iPadOS	Betriebssysteme	Windows 11 (ARM), Linux
Q4/2023	Erscheinungsdatum	06/2019
--	Erscheinungspreis	35 $
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Geräte mit diesem Prozessor
Apple M3	Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711)
Apple iMac 24 (2023)	Raspberry Pi 4 B

Apple M3 - Beschreibung des Prozessors

Mit dem Apple M3 hat der Hersteller seinen ersten Prozessor der dritten Generation vorgestellt. Der SoC enthält einen CPU-Teil, der mit 4 P-Kernen und 4 E-Kernen die gleiche Ausstattung besitzt wie der Apple M1 oder Apple M2. Die Kerne Takten mit bis zu 4,06 Ghz nun aber etwas höher. Daraus resultiert auch eine etwas höhere CPU-Leistung gegenüber den Vorgängern.

Der Leistungssprung gegenüber dem Apple M2 liegt zwischen 10 und 20 Prozent und kommt hauptsächlich aus der erhöhten Taktfrequenz. Durch kleinere Optimierungen hat sich allerdings die Effizienz des Prozessors weiter erhöht. In unserem Cinebench R23 Effizienz-Benchmark, indem die erreichte Mehrkernleistung der Energieaufnahme unter Volllast entgegengestellt wird, belegt der Apple M3 aktuell den ersten Platz.

Die gesteigerte Effizienz ist sicherlich auch dem neuen Fertigungsverfahren von TSMC geschuldet. TSMC fertigt den Apple M3 nun in 3 nm, während der Apple M2 noch in 5 nm hergestellt wurde. Aufgrund der gesteigerten Leistung wurde die TDP des Apple M3 auf 22 Watt angehoben, während der Vorgänger noch mit 20 Watt auskommen musste.

Die Speicheranbindung hat Apple im Vergleich zum Apple M2 nicht angefasst. Es können immer noch bis zu 24 GB LPDDR5-6400 Speicher angesprochen werden. Die maximale Bandbreite liegt bei 102,4 GB/s. Neu ist die Verwaltung des gemeinsamen Speichers. Dieser wird nun intelligenter zwischen CPU und der internen Grafik (iGPU) aufgeteilt. Apple nennt dies "Dynamic Cache". Durch die neue Speicherverwaltung soll der Apple M3 auf eine wesentlich bessere Grafikleistung kommen.

Und obwohl sich die reine FP32-Rohleistung der Grafik mit 3,55 TFLOPS im Vergleich zum Apple M2 nicht verändert hat, erreicht der Apple M3 in der Praxis wirklich bessere Bildraten. Dazu trägt auch der mit 35 TOPS nun doppelt so große AI-Bereich des SoCs bei. Gleichzeitig unterstützt die interne Grafik nun die Hardwaredekodierung des AV1-Codes und ermöglicht Raytracing in Hardware.

Raspberry Pi 4 B (Broadcom BCM2711) - Beschreibung des Prozessors

Der Broadcom BCM2711 ist auf dem Raspberry Pi 4 B Mainboard verlötet und besitzt 4 CPU-Kerne. Die Taktfrequenz liegt selbst für ARM-Prozessoren bei niedrigen 1,5 GHz. Per Konfigurationsdatei kann der Prozessor auf dem Raspberry Pi 4 B übertaktet werden, wobei bei guter Kühlung meist 1,7 - 1,8 GHz möglich sind. Die CPU-Kerne basieren auf dem Cortex-A72 Design, der Befehlssatz lautet ARMv8-A64 (64 bit).

Als interne Grafik bringt das SoC eine Broadcom VideoCore VI mit, die über 4 Ausführungseinheiten und 64 Shader verfügt. Damit eignet sie sich nicht für Spiele oder andere anspruchsvollere Aufgaben, sondern soll nur die Bild- bzw. Videoausgabe des Raspberry Pi übernehmen.

Das Broadcom BCM2711 SoC wird in einer älteren 28 nm Fertigung hergestellt und kann daher nur mit relativ geringen Taktfrequenzen betrieben werden, bevor das SoC sich stark erhitzt. Modernere Videocodecs wie auch h.265 / HEVC kann der Raspberry Pi 4 B per Hardware dekodieren und meistens einigermaßen flüssig wiedergeben. Daher eignet er sich auch mit Einschränkungen als Mediaplayer, zumindest dann, wenn die 1080p Auflösung ausreicht. 4K-Inhalte können teilweise auch flüssig wiedergegeben werden, das gilt aber nicht für alle 4k-Inhalte.

Der Raspberry Pi 4 B kann mit 1,2,4 oder 8 GB LPDDR4-2400 Speicher erworben werden, wobei immer nur ein Speicherkanal zum Einsatz kommt. Die Speicherbandbreite ist dementsprechend nicht sehr hoch. Der Broadcom BCM2711 kommt mit einer TDP von 7,5 Watt, kann aber auch mit weniger Energie (und dann mit weniger Leistung) betrieben werden. Das SoC verfügt über einen 1 MB großen Level 2 Cache.

Für einen Preis von aktuell ab 35 Euro (1 GB Version) bis 75 Euro (8 GB Version) ist der Raspberry Pi 4 B eine gute Einstiegslösung und eine deutliche Aufwertung gegenüber dem Vorgängermodell. Kleinere Netzwerklösungen wie ein kleines NAS lassen sich z.B. ideal mit dem Raspberry Pi 4 B verwirklichen.

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