Wie der M4-Chip des iPad Pro dem iPhone und dem Mac einen neuen Weg weist

Na, das ging ja schnell.

Der M3-Chip, den Apple erst im vergangenen Oktober in Macbooks Pro einbaute und im März ins Macbook Air, ist bereits Schnee von gestern. Seit Dienstag leben wir in einer M4-Welt, dank der überraschenden Ankündigung, dass das neue iPad Pro Apples nächste Chipgeneration bekommt.

Selbst wenn Sie sich nicht für iPads interessieren, ist das wichtig für Sie, denn dieser Zug wird die Entwicklung von Mac und iPhone in vielerlei Hinsicht beeinflussen.

Die erste Frage, die es zu beantworten gilt: warum so früh? Das iPhone erhält einmal im Jahr eine neue Chipgeneration, wenn die neuen iPhones erscheinen. Wahrscheinlich möchte Apple die M-Serie in einem ähnlichen Rhythmus herausbringen, da die beiden Chips eigentlich nur Variationen voneinander sind, mit mehr Kernen und mehr Arbeitsspeicher für den Mac. Der scheinbar eilig herausgebrachte M4 erscheint mitten in diesem Zyklus.

Eine neue Chip-Architektur

Die Antwort ist kompliziert und hat viel mit den Unwägbarkeiten der Chip-Herstellung zu tun. Um es zu vereinfachen: TSMC, der Chiphersteller von Apple, hat letztes Jahr einen neuen 3-Nanometer-Prozess eingeführt, der es Apple ermöglichte, die M3- (und A17 Pro-) Chips auszuliefern und sich damit zu brüsten, dass sie die ersten großen Chips sind, die auf einem 3-nm-Prozess basieren.

Der M3 war die erste Reihe von Chips der M-Serie, die mit dem N3-Prozess hergestellt wurden, einem Prozess, der schnell veraltet war.

Apple

Das Problem ist, dass der Fertigungsprozess, mit dem diese Chips hergestellt wurden, schon damals eine Sackgasse war. TSMC stellte seine Chip-Herstellung um und wechselte von der alten „N3“-Technologie zur neuen (und sehr unterschiedlichen) „N3E“-Version. Die neue Version ist nicht kompatibel mit der früheren Methode zur Entwicklung von Chips, weshalb eine umfassende Umgestaltung erforderlich wurde. Wenn Apple erklärt, dass der M4 mit einer 3-nm-Chiptechnologie der zweiten Generation hergestellt wird, dann ist genau das gemeint.

Im Grunde hat Apple die M3-Generation genutzt, um vor allen anderen auf 3 Nanometer umzusteigen, wusste aber, dass es für den Prozess, auf den TSMC hinarbeitet, ein neues Design benötigen würde. Daher waren der M4 – und vermutlich auch der A18 Pro für das iPhone 16 Pro – Umgestaltungen, die Apple unbedingt vornehmen musste.

Warum hat aber Apple den M4 zunächst in das iPad Pro eingebaut und nicht in ein beliebteres Produkt, wie das Macbook Air? Die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass zu Beginn eines Chip-Zyklus das Volumen der Chips, die das Werk verlassen, gering ist. Das iPad Pro verkauft sich nicht annähernd so gut wie ein Macbook Air, sodass Apple und TSMC die Lieferungen allmählich hochfahren können.

Die Zukunft der iPhone-Chips

Was bedeutet das für die Zukunft der Chips in den iPhones der nächsten Generation, die in diesem Herbst erscheinen? Letztes Jahr war das iPhone 15 Pro mit einem 3 nm A17 Pro Chip ausgestattet, der auf dem älteren TSMC-Prozess basierte. Die Nicht-Pro-Modelle verwendeten den älteren A16-Prozessor aus dem Prozess der vorherigen Generation.

Es ist unwahrscheinlich, dass Apple ein iPhone auf dem älteren Chip-Prozess belassen will. Es würde mich daher überraschen, wenn Apple mit dem iPhone 16 Pro und dem iPhone 16 zwei verschiedene Chips ausliefern würde. Stattdessen würde ich einen A18-Chip erwarten, der alle neuen iPhones antreibt.

Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass es den M4-Chip, den Apple am Dienstag angekündigt hat, in zwei Varianten gibt. iPad-Pro-Modelle mit weniger Speicher und RAM haben auch einen CPU-Kern weniger. Es ist durchaus möglich, dass Apple das iPhone und das iPhone Pro durch Variationen bei den CPU- und GPU-Kernen und sogar beim Arbeitsspeicher unterscheiden wird. Aber ich kann mir nicht vorstellen, dass das Unternehmen mehr als einen einzigen iPhone-Chip für diesen neuen Zyklus bauen wird, da alles auf den neueren Chip-Fertigungsprozess umgestellt werden muss.

Die Zukunft der Mac-Chips

Wie geht es also mit dem Mac weiter? Die M3-Generation erstreckt sich bisher nur auf das iPad, das Macbook Air und das Macbook Pro. Bloomberg-Redakteur Mark Gurman hat angedeutet, dass ein noch nicht veröffentlichter M3-Chip (vermutlich der M3 Ultra) noch in der Pipeline steckt.

Das bedeutet, dass wir in diesem Jahr ein Novum bei Apple-Silizium beobachten könnten: Neue Macs mit einem Chip der älteren Generation, die nach der Einführung der neueren Generation auf den Markt kommen. (Vermutlich ein Mac Studio mit M3 Max und Ultra?)

Wird Apple einen Mac Studio auf M3-Basis herausbringen oder ihn auslassen und auf den M4 setzen?

Foundry

Aber wenn man es genauer betrachtet … Ich bin mir nicht sicher, ob es Grund zur Besorgnis gibt. Zunächst einmal haben wir von der neuen Generation nur den M4-Basischip gesehen. Es besteht absolut kein Zweifel daran, dass ein M3 Ultra (und übrigens auch die aktuellen M3 Pro und Max) weitaus leistungsfähiger ist als der kleine M4, selbst wenn er schon der nächsten Generation von Apple Silicon angehört.

Und dann ist da noch die große Frage: Wie groß ist der Sprung nach vorn beim M4 überhaupt? Bei all der Werbung, die Apple am Dienstag für den M4 gemacht hat, wurde er immer wieder mit dem M2 verglichen, denn das ist der Chip im Vorgängermodell des iPad Pro. Das ist nur fair – jedes Gerät ist anders, und das iPad Pro mit einem Macbook Air zu vergleichen, ist etwas seltsam. (Aber es ist möglicherweise auch ein wenig eigennützig, wenn Apple Gründe hat, nicht zu wollen, dass jemand das M3 und das M4 vergleicht)

Während das M-was-auch-immer-Namensschema uns dazu verleitet, jede Apple-Chip-Generation als ein Ganzes zu betrachten, besteht die Wahrheit darin, dass Apple-Chips eine Sammlung verschiedener Komponenten sind, darunter CPU-Kerne, GPU-Kerne, Neural-Engine-Kerne, Display- und Speicher-Controller und vieles mehr. Und nicht jede Komponente erhält mit jeder Generation ein größeres Upgrade.

Es scheint zum Beispiel ziemlich klar zu sein, dass die GPU-Kerne im M4 so ziemlich die gleichen sind wie im M3 und die CPU-Kerne nur leicht aktualisiert wurden – um die KI gegenüber dem M3 ein wenig zu beschleunigen. Apple hat die Leistung verbessert, indem es die maximale Anzahl der CPU-Kerne des M4 von acht auf zehn erhöht hat, indem es zwei weitere Effizienzkerne hinzugefügt hat, die weniger Strom verbrauchen als die vier Performance-Kerne.

In Anbetracht all dessen ist es möglich, dass die Basisversion des M4 nicht wirklich viel schneller ist als die des M3. Es ist sogar möglich, dass die beiden zusätzlichen CPU-Kerne dazu dienen, dass der M4 nicht langsamer ist als der M3! Der neue TSMC-Prozess mag zwar zukunftssicherer sein und den Beginn einer ganz neuen Generation von Fertigungsprozessen darstellen, aber er könnte tatsächlich eine geringere Dichte haben als der vorherige Prozess – und deshalb könnte diese neue Generation eher ein Ausweichmanöver als ein großer Schritt nach vorn sein.

Unabhängig davon ist es für Apple ratsam, so schnell wie möglich vom alten TSMC-Prozess auf den neuen umzusteigen. Aus diesem Grund (wie Bloombergs Gurman berichtete) beabsichtigt Apple, die gesamte Mac-Produktpalette bis Ende nächsten Jahres auf M4 umzustellen. In Anbetracht der Tatsache, dass die M4-Generation überraschend früh begonnen hat, frage ich mich, ob das Ende der M3-Ära noch früher kommen wird als erwartet.

Dieser Artikel ist zuerst auf Macworld.com erschienen und wurde aus dem Englischen übersetzt.