Apples erster eigener Mac-Chip heisst «M1» – Neues MacBook Air, Mac mini und 13-Zoll MacBook Pro
Apple Special Event November 2020
Die heutige Keynote von Apple war ganz im Zeichen des Mac. Nur gerade drei viertel Stunden dauerte die Produkte-Präsentation, während der dennoch drei neue Produkte und ein neuer Chip vorgestellt wurden. Gedrängt fühlte sich der Event dennoch nicht an. Apple-CEO Tim Cook hatte dennoch nur am Anfang Zeit für ein paar Begrüssungsworte und am Schluss um das Publikum zu verabschieden. Durch die Präsentation führte hingegeben John Ternus, ein Keynote-erprobter VP Hardware Engineering von Apple.
Inhaltsverzeichnis
M1 – Apples erster Mac-Chip
MacBook Air mit M1
Mac mini mit M1
13-Zoll MacBook Pro mit M1
macOS 11 «Big Sur» ab Donnerstag
Bevor Ternus die «nächste Generation des Mac» vorstellen durfte, blickte Cook in seiner Ansprache auf die letzten Wochen zurück. Es sei dies nun der dritte Apple-Event in nur zwei Monaten, so der Apple-CEO. In der kurzen Zeit seit Mitte September habe das Unternehmen neue Betriebssystem-Generationen auf den Markt gebracht und eine Vielzahl an neuen Produkten lanciert – die «Apple Watch Series 6», die «Apple Watch SE», ein neues «iPad», ein neues «iPad Air», den Lautsprecher «HomePod mini», das Abo-Bundle «Apple One» und das noch kommenden Fitness-Abo «Apple Fitness» sowie das «iPhone 12», das «iPhone 12 Pro» und die am Freitag kommenden «iPhone 12 mini» und «iPhone 12 Pro Max». Heute aber soll es um den Mac gehen, so Cook: «We love the Mac. It’s in our DNA.»
Im Juni habe das Unternehmen für die Mac-Plattform eine weitere wichtige Transition angekündigt – ein Wechsel hin zu Apple-eigenen Prozessoren. Erste solche Mac-Computer sollen dem damaligen Fahrplan nach zufolge noch in diesem Jahr erscheinen. «Dieser Tag ist nun heute», so Cook und übergab das Wort an John Ternus.
Nach über einer Dekade eigener Apple-Chips im Innern eines jeden iPhone, iPad und Apple Watch sei nun der Mac an der Reihe, so Ternus. Dank dem Apple-Chip könne nun auch der Mac von der «unglaublichen Leistungsfähigkeit», «massgeschneiderten Technologie» und «branchen-führenden Energie-Effizienz» profitieren.
Für die angekündigte mehrjährige Transition der Mac-Plattform hin zu Apple-eigenen Chips werde Apple eine ganze Familie an neuen Chips entwickeln. Der erste dieser spezifisch für den Mac entwickelte Chip hört auf den Namen «M1».
Der M1 sei speziell optimiert für «unsere beliebtesten Systeme mit geringem Stromverbrauch», bei denen der kompakte Formfaktor und die hohe Energie-Effizienz von entscheidender Bedeutung seien, so Ternus. Es sei ein «überwältigend fähiger Chip», der eine «ganz neue Ära für den Mac» einläute.
M1 – Apples erster Mac-Chip
Für mehr Details zum neuen Mac-Chip übergab John das Wort an seinen Chef, Johny Scrouji, seines Zeichens Leiter der Hardware-Technologien bei Apple auf SVP-Level.
Scrouji erklärt, dass Apple bei der Entwicklung des M1 den Ansatz verfolgte, branchen-führende Leistung und Funktionen zu liefern, während «wir uns unermüdlich auf die Energie-Effizienz konzentrierten». Man habe nun beim M1 einen «riesigen Sprung» bei der wichtigen Metrik «Leistung pro Watt» geschafft. Jeder Mac mit einem M1 werde in eine «völlig andere Produkte-Klasse» gehoben, so Scrouji weiter.
Der M1 sei der erste System-on-a-Chip für den Mac. Das vom iPhone, iPad oder der Apple Watch her bekannte Prinzip vereint verschiedene Chips und Controller wie CPU, I/O, Sicherheit und Speicher in einer Architektur bestehend aus nur einem kombinierten Chip. Diese Integration ermöglicht Vereinfachung auf verschiedenen Ebenen, mehr Effizienz und mehr Leistung.
Ebenfalls Teil des M1 ist eine «Unified Memory Architecture», kurz UMA. Der Arbeitsspeicher ist direkt im Chip integriert – wodurch dieser mit hoher Bandbreite und niedriger Latenz von allen Komponenten des SoC genutzt werden kann.
Weiter sei der M1 von Apple der erste Computer-Chip, der mit einem 5-nm-Prozess hergestellt wurde. Auf dem winzigen Chip finden bei dieser kleinen Bauweise über 16 Milliarden Transistoren Platz.
Die CPU des M1 besteht aus acht Kernen. Vier Cores sind auf Hochleistung getrimmt, vier Cores sind auf Effizienz gepolt.
Die «High-Performance-Cores» im M1 sind Scrouji zufolge «die schnellsten CPU cores der Welt» – und jeder M1 habe vier davon, so Appels Technologie-Chef.
Dem Einspieler im Video zu entnehmen ist, dass die High-Performance-Cores des M1 über eine «ultra-wide execution Architecture» verfügen und ihnen 192 KB Instruction-Cache, 128 KB Data-Cache und 12 MB Shared-L2-Cache beigestellt sind.
Die vier «High-Efficiency-Cores» des M1 verfügen ebenfalls über eine «ultra-wide execution Architecture» und ihnen steht ein 128 KB grosser Instruction-Cache, ein 64 KB grosser Data-Cache und ein 4 MB Shared-L2-Cache bei.
Diese vier Cores alleine sollen etwa so schnell sein, wie der Intel-Chip in der bisherigen MacBook-Air-Generation – jedoch mit viel geringerem Strom-Verbrauch.
Der M1 bietet die «weltweit beste Leistung pro Watt», attestiert Scrouji stolz. Dies unterstreicht Apples Technologie-Chef mit verschiedenen Diagrammen, in welchen die Leistung des Chips in Relation zum Stromverbrauch aufgezeigt und mit dem «aktuellsten PC-Laptop-Chip» verglichen wird. Laut den Grafiken biete ein MacBook Air mit dem M1 bei 10 Watt Leistungsaufnahme beispielsweise eine doppelt so hohe Leistung wie der verglichene «aktuelle PC-Laptop-Chip» – was höchstwahrscheinlich eine Intel-Core-CPU sein dürfte. Die Spitzenleistung des PC-Chips soll der M1 derweil mit nur einem Viertel des Stromverbrauchs erreichen.
Die in das SoC integrierte Grafik-Einheit besteht wie die CPU aus acht Kernen. Sie umfassen 128 Execution-Units, die bis zu 24’576 gleichzeitige Threads ausführen können. Es resultiert eine Leistung von bis zu 2.6 Teraflops. Auch hier vergleicht Scrouji den M1 mit dem «aktuellen PC-Laptop-Chip» und zeigt «auf jeder Leistungsebene» eine signifikant höhere Leistung beim M1. Bei 10 Watt eine doppelte Leistung und die Spitzenleistung des PC-Chips bei nur einem Drittel des Stromverbrauchs. Die Grafik-Einheit des M1 biete die «weltweit beste integrierte Grafik-Leistung», so Scrouji.
Auf einer Übersichts-Grafik ist zu sehen, dass der M1 überdies auch über Gen 4 PCI Express und Thunderbolt- bzw. USB-4-Controller verfügt.
Der M1 umfasst überdies auch eine Neural Engine mit 16 Cores. Der Chip kann zusammen mit den Machine-Learning-Accelerators und der GPU bis zu 11 Milliarden Operationen pro Sekunde ausführen.
Zu guter Letzt bündelt der M1 auch die neueste Generation der «Secure Enclave» in sich. Der Sicherheits-Chip sei «schneller als je zuvor» und bringe «erstklassige Sicherheit» auf den Mac.
Zurück im Bild erklärt John Ternus, dass der Chip aber nur ein Teil der Geschichte sei. Für alle Apple-Produkte sei es die enge Integration von Hardware und Software, die das Benutzererlebnis so gut mache. Ein anderer Teil der Geschichte sei deshalb auch die Software – und das neue Betriebssystem «macOS Big Sur» sei auch spezifisch dahingehend entwickelt worden, die Vorteile des M1 ausnutzen zu können.
Für die Details auf Software-Ebene übergab John das Wort an Apples Software-Entwicklungs-Chef Craigh Federighi.
Neben dem neuen Erscheinungsbild von macOS 11 «Big Sur» und einer Vielzahl an neuen Funktionen für die integrierten Applikationen konnten dank der Tatsache, dass man das System nun erstmals für eigene Chips entwickeln konnte, auch viele andere Aspekte eines jeden Mac verbessert werden. Als Beispiel nennt Federighi die Geschwindigkeit, wie schnell ein Mac aus dem Ruhezustand erwacht – das sei beim Mac nun auch so schnell wie bei einem iPhone oder iPad. «Instant Wakeup».
Dank dem M1 sei nun auch vieles anderes, was man tag-täglich am Mac mache, viel schneller – beispielsweise das Starten von Programmen. Auch Safari, welcher Federighi zufolge bereits heute der schnellste Browser auf dem Markt sei, ist dank dem M1 nun noch schneller: JavaScript soll 1.5 mal schneller laufen und der ganze Browser bis zu 1.9 mal responsiver sein. Das ganze System sei «ausgesprochen schnell» und die Animationen im System laufen «butterweich».
Federighi nennt noch weitere Bereiche, in welchen macOS und die darauf laufenden Programme dank dem M1 noch schneller und leistungsfähiger seien. Weiter bringe der Chip auch die erstklassige Sicherheit, die man vom iPhone oder iPad her kennt, auf die Mac-Plattform. Die neue Architektur umfasst Hardware-verified Secure Boot, automatische Hochleistungs-Verschlüsselung und neue Laufzeit-Schutzmechanismen, die tief in die Code-Ausführungsarchitektur des M1 eingebaut wurden.
Alle Programme von macOS Big Sur sind für den M1 optimiert – ebenso alle anderen Programme, die Apple selbst entwickelt hat.
Entwickler haben die Möglichkeit, ihre eigenen Apps als «Universal Apps» anzubieten. Wie bereits vor über einem Dutzend Jahren beim Chip-Wechsel von den PowerPC zu Intel, umfassen diese Apps native Binaries für beide Architekturen – also je eine für Intel-Chips und für Apple Silicon. Verschiedene Entwickler haben bereits angekündigt, demnächst solche Universal Apps ihrer Entwicklungen anzubieten. Federighi nennt als Beispiel die Suite der Omni-Group oder Lightroom von Adobe, welche beide demnächst erscheinen sollen – Photoshop folge Anfang 2021.
Weiter gibt es in Big Sur mit «Rosetta 2» eine Nachfolge-Technologie der ebenfalls bei der letzten Transition schon etablierten Übersetzungs-Maschinerie, die bestehende Apps für die neue Architektur übersetzt – damit können eigentlich nur für Intel-CPU programmierte Apps auch auf Apple-Chips ausgeführt werden. Dank der schieren Leistungsfähigkeit von M1 und Technologien wie Apples Grafik-Engine «Metal» sollen einige der «grafisch anspruchsvollsten Anwendungen» mit Rosetta sogar noch performanter laufen als nativ auf den Chips mit integrierter Grafik der bisherigen Mac.
Da künftige Mac-Modelle auf der gleichen Prozessor-Architektur basieren wie das iPhone und iPad, können diese Mac künftig auch direkt iPhone- und iPad-Apps ausführend. Das bringt eine gigantische Auswahl an Apps auf die Mac-Plattform.
Die Ehre die ersten Mac-Modelle mit Apple Silicon vorzustellen, fiel wiederum John Trenus zu. Dieser führte nacheinander die neuen MacBook Air, Mac mini und 13-Zoll MacBook Pro vor – allesamt in ihrem Äusseren gegenüber den bisherigen Geräten unverändert, sind sie im Innern mit dem neuen M1 von Apple ausgerüstet.
MacBook Air mit M1
Laura Metz, eine Product-Line-Managerin für den Mac, führte durch die Neuerungen beim neuen Apple-Silicon-betriebenen MacBook Air.
Das MacBook Air, so Metz, sei nicht nur das beliebteste Mac-Modell, sondern auch das weltweit meist-verkaufte 13-Zoll Laptop. Gegenüber dem bisherigen Air biete der M1 im neuen Modell bis zu 3.5-mal mehr CPU-Leistung und bis zu einer fünf-fachen Grafik-Leistung. Das neue MacBook Air mit M1 sei zudem drei Mal schneller als das meist-verkauften Windows-Laptop in der gleichen Preisklasse. Noch erstaunlicher sei, so Metz weiter, dass das neue Air mit M1 sogar schneller sei als 98 Prozent aller im vergangenen Jahr weltweit verkauften Windows-Laptops.
Dank dem neuen Speicher-Controller im M1 und der neuesten Flash-Technologie, ist die im neuen Air verbaute SSD bis zu doppelt so schnell wie bisher. Ausgestattet werden kann das Air übrigens neu mit bis zu 2 Terabyte Speicherplatz.
Trotz dieser schieren Leistung habe das Air weiterhin keinen Lüfter, arbeite also stets ganz still.
Die Energie-Effizienz des M1 ermöglicht beim neuen MacBook Air eine Batterielaufzeit von bis zu 15 Stunden beim kabellosen Surfen im Internet oder 18 Stunden beim Betrachten von Videos – das seien sechs Stunden mehr als bei der bisherigen Generation. Bei Video-Calls soll der Akku doppelt so lange durchhalten als bisher.
Das Retina-Display des MacBook Air unterstützt neu auch den erweiterten Farbraum «P3» und die verbaute Webcam liefert dank dem Bild-Signal-Prozessor im M1 bessere Bilder. Das neue Air ist ausserdem ausgestattet mit einem Fingerabdrucksensor «Touch ID».
Beim Kaufpreis ändert sich trotz all dieser Verbesserungen nichts: Das kompakte Notebook ist in den USA weiterhin ab 999 US-Dollar erhältlich.
In der Schweiz ist das neue MacBook Air ab 1079 Franken erhältlich.
Mac mini mit M1
Die Neuerungen beim Mac mini zeigte Julie Broms, Senior-Managerin Hardware Engineering. Beim «BYODKM»-Mac («Bring Your Own Display, Keyboard and Mouse») ist der Leistungssprung bei der CPU gegenüber der bisherigen Generation «bis zu 3x». Die Grafikleistung soll beim M1-betriebenen Mac mini sogar sechs Mal höher sein als bisher und die ML-Performance konnte sogar verfünfzehnfacht werden.
Gegenüber dem meist-verkauften PC in der gleichen Preisklasse sei der neue Mac mini fünf Mal schneller, so Broms.
Beim neuen Mac mini kann Apple eine Preisreduktion um 100 US-Dollar bekanntgeben. Den Kompakt-Mac gibts in den USA neu bereits ab 699 US-Dollar.
In der Schweiz ist der neue Mac mini ab 779 Franken erhältlich.
13-Zoll MacBook Pro mit M1
Die Neuerungen des letzten neuen Produktes des Abends durfte Shruti Haldea, Mac Product Line Manager, präsentieren. Gegenüber dem im Mai aktualisierten 13-Zoll MacBook Pro mit Intels letzter «Coffee Lake»-Chip-Generation hat das neue Modell mit Apples M1 eine bis zu 2.8 mal leistungsfähigere CPU. Die integrierte Grafik des M1 ist zudem bis zu fünf Mal schneller als beim bisherigen Modell. ML-Aufgaben sollen bis zu elf mal schneller ausgeführt werden können.
Gegenüber dem meist-verkauften Windows-Laptop in der gleichen Preisklasse ist das neue 13-Zoll MacBook Pro drei Mal schneller.
Batterielaufzeit verspricht Apple beim neuen MacBook Pro bis zu 17 Stunden für drahtloses Surfen im Internet oder bis zu 20 Stunden für Video-Playback – das sind 10 Stunden mehr als bisher beim 13-Zoll MacBook Pro möglich waren.
Weiter gibt es das mit dem 16-Zoll MacBook Pro letztes Jahr eingeführte System aus drei Mikrofonen mit direktionalem Beamforming nun auch beim 13-Zoll. Und auch beim Pro wird die Webcam dank dem ISP im M1 verbessert.
Alle heute vorgestellten neuen Mac-Modelle kommen ausserdem mit Thunderbolt bzw. USB-4-Schnittstellen und endlich auch der aktuellsten WLAN-Generation 802.11ax aka «Wi-Fi 6» daher.
Das neue 13-Zoll MacBook Pro kostet gleich viel wie das bisherige: Es ist in den USA ab 1299 US-Dollar zu haben.
In der Schweiz ist das neue 13-Zoll MacBook Pro ab 1399 Franken erhältlich.
macOS 11 «Big Sur» ab Donnerstag
Zurück im Bild zeigt sich John Ternus stolz über «die Ersten einer neuen Generation an Macs». Er fügt ausserdem an, dass alle drei neuen Mac-Modelle ab sofort vorbestellt werden können und ab der nächsten Woche in den Handel kommen werden.
Überdies kündigt Ternus die Veröffentlichung der neuen Mac-Betriebssystemgeneration «Big Sur» für diesen Donnerstag, 12. November, an.
Der Architektur-Wechsel beim Mac werde noch ein paar Jahre dauern, so Ternus, und man habe noch einen langen Weg vor sich – «aber wir haben nun einen verdammt guten Start hingelegt».
Zurück im Bild und an einem Mac sitzend, fasst Tim Cook nochmals die heutigen Neuheiten zusammen. Dies sei ein wahrlich grosser Tag für den Mac und für Apple. «Fortschritte dieser Grössenordnung sind nur durch mutige Veränderungen möglich».
Cook blickt zurück auf ein 2020, welches «so anders war als andere Jahre». «Wir sind inspiriert von der Stärke, Belastbarkeit und Kreativität, die die Menschen auf der ganzen Welt gezeigt haben. Wir sind auch sehr stolz auf unsere eigenen Teams und die Arbeit, die sie geleistet haben, um in diesen schwierigen Zeiten so unglaubliche Produkte zu ermöglichen.» Cook führt weiter aus, dass er sich ausserdem sehr auf 2021 freut – dann wolle man allen «noch mehr erstaunliche Erlebnisse» bringen.
Schon fertig-geglaubt, fügte Apple der Keynote ganz zum Abschluss aber noch ein kleines Leckerbissen für langjährige Mac-Nutzer an: Schauspieler und Komiker John Hodgman schlüpfte ein weiteres Mal in die Rolle des «PC» aus der in den Nuller-Jahren sehr erfolgreichen Werbekampagne «Get a Mac» von Apple und kritisierte darin die heute gezeigten Fortschritte der Apple Silicon. «Warum all diese Fortschritte machen? Welchen Sinn hat das?»
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1 Kommentar
Kommentar von SoundSimon
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