Bericht: Wechsel der Prozessor-Architektur beim Mac auf ARM ist beschlossene Sache

24. Apr. 2020 00:01 Uhr - Redaktion

Seit vielen Jahren wird über einen Wechsel der Prozessor-Architektur beim Mac spekuliert, weg von Intel hin zu Apple-eigenen ARM-basierten Hauptprozessoren. Nun ist offenbar eine endgültige Entscheidung in Cupertino gefallen: Nach Informationen der Nachrichtenagentur Bloomberg soll die Umstellung ab kommendem Jahr durchgeführt werden. Demnach arbeitet Apple derzeit an drei ARM-Hauptprozessoren für Macs. Bereits das erste Modell, basierend auf dem A14-Design und gefertigt im fortschrittlichen 5-Nanometer-Verfahren, soll "deutlich schneller" sein als die Pendants für iPhone und iPad.

Der erste ARM-Prozessor für Macs soll über acht Hochleistungskerne (Codename "Firestorm") und mindestens vier energieeffiziente Kerne (Codename "Icestorm") verfügen und auf Notebooks zielen. Auch ein Grafikchip (GPU) ist an Bord. CPUs mit mehr Kernen seien bereits in Arbeit. "In einigen Macs werden Apples CPU-Designs die Anzahl der Kerne, die Intel zur Verfügung stellt, verdoppeln oder vervierfachen", schreibt der in der Apple-Welt bestens vernetzte Bloomberg-Reporter Mark Gurman.

Die Umstellung soll ab 2021 schrittweise erfolgen, beginnend mit einem Mobilmac. "Apple hat bereits mit dem Design einer zweiten Generation von Mac-Prozessoren begonnen, die der Architektur der Chips folgt, die für das iPhone 2021 geplant sind. Das deutet darauf hin, dass Apple seine Macs, iPhones und iPads auf den gleichen Prozessor-Entwicklungszyklus setzen will", so Bloomberg weiter. Die Mac-Ausführungen der Apple-CPUs sollen dabei auf die Plattform zugeschnitten sein und mehr Leistung bieten als die Pendants für iOS-Geräte.

 
MacBook Pro

 

MacBook Pro & Co. werden ab 2021 auf Apple-eigene ARM-Prozessoren umgestellt.
Bild: Apple.

 

Apple will sich laut Bloomberg mit dem Wechsel unabhängig von Intel machen. Der Halbleitergigant hatte in den letzten Jahren vermehrt mit Problemen zu kämpfen, beispielsweise bei der Umstellung vom 14- auf das 10-Nanometer-Verfahren, die sich um fünf Jahre verspätete und noch immer läuft. Sowohl die langsamen Entwicklungszyklen bei Intel als auch die Abhängigkeit von Intel mitsamt den hohen Intel-Preisen sind Apple einigen Insidern zufolge schon seit längerer Zeit ein Dorn im Auge. Apple könne durch die Umstellung mehr Kontrolle über die Entwicklung von Macs gewinnen und den Mac dadurch wieder stärker von der Windows-Konkurrenz abheben, heißt es.

"Trotz eines einheitlichen Chip-Designs wird auf Macs weiterhin das Betriebssystem macOS laufen und nicht die iOS-Software von iPhone und iPad. Apple erforscht Tools, die sicherstellen sollen, dass Anwendungen, die für ältere Intel-basierte Macs entwickelt wurden, auch auf den neuen Geräten funktionieren", schreibt Gurman unter Berufung auf seine Quellen bei Apple. Wie diese Kompatibilitätsumgebung aussehen soll, ist aber noch unklar. Der kalifornische Computerpionier hat bereits in den letzten Jahren mehrfach erklärt, dass eine Verschmelzung von macOS und iOS nicht geplant ist. Bei dedizierten Grafikkarten in den Pro-Macs wird Apple höchstwahrscheinlich auch in Zukunft mit AMD zusammenarbeiten.

Spannend sind in diesem Kontext natürlich mehrere Fragen: In welchem Rahmen kann Apple Leistungszuwächse gegenüber den Intel-Prozessoren erzielen (sowohl bei CPU als auch bei GPU)? Gibt es dank des effizienten 5-Nanometer-Fertigungsverfahrens und der Stromsparkerne längere Akkulaufzeiten? Werden die Mac-Preise sinken, da Apple die Prozessoren künftig in Eigenregie produzieren lässt und nicht mehr teuer von Intel einkaufen muss? Wird es eine Möglichkeit zur Nutzung von x86-Windows geben? Wie aufwendig wird die Portierung bestehender Mac-Software auf die ARM-CPUs sein?

Antworten auf diese Fragen dürfte es schon bald geben und zwar auf der im Juni stattfindenden Apple-Entwicklerkonferenz WWDC 2020.

Kommentare

Intel bekommt es nicht mehr auf die Kette - "Innovation" ist dort inzwischen ein Fremdwort. Noch immer kann Intel nicht alle von Apple benötigten Chips in 10nm liefern. Das ist doch lächerlich. Apple ab dieses Jahr mit 5nm und 3nm in einigen Jahren. 5nm verglichen zu 10nm sind Welten im Chip-Design.

Klar, es wird wieder eine Zeit des Übergangs, aber Entwickler, deren Software modern auf neuestem Stand ist, werden wohl die geringste Arbeit mit der Umstellung haben. Wenn wir in 3 Jahren unterm Strich ein MacBook Air/Pro haben, das erheblich schneller ist, länger mit einer Akkuladung läuft und vielleicht sogar etwas günstiger ist als die Intel-Vorläufer, werden alle zufrieden sein und niemand wird Intel auch nur eine Träne nachweinen.

Wichtig ist IMHO, dass Apple die Intel-Macs noch viele Jahre lang mit Sicherheits- und Bug-Fix-Aktualisierungen versorgen wird. Es darf nicht so schnell Schluss sein wie damals bei PPC. Windows ist mir persönlich egal, aber ich verstehe natürlich diejenigen User, die das virtualisieren müssen - ich bin mir sicher, dass Apple auch dafür eine Lösung anbieten wird, vllt. zusammen mit VMware und Parallels.

Ich hoffe, dass es auf ARM Mac Rechner auch Windows weiter ausführbar bleibt mit Parallels Desktop.

Auch muss alte Mac Software die für Intel Mac geschrieben ist weiter laufen, auch komplexe Software wie MS Office, Adobe Crearive Cloud, viele kleinere Anwendungen und Tools.

Wenn dieses nicht der Fall ist, kann ich langfristig nicht mehr mit einem Mac arbeiten.

Ich hoffe, das Intel bei der WWC Klarheit schafft besser auch schon vorher über Ihre ARM Zukunft und auch sagt, ob es für Intel MAC s noch Jahrelang Mac OS Updates geben wird.

Ich brauche im Laufe des Jahres eventl. ein neues MAC Notebook beruflich und bin jetzt durch ARM Sache sehr verunsichert, ob ich besser auf ARM Mac warte oder noch einen Intel Mac dieses Jahr kaufe. Möchte damit einen Mac mini late 2012 ablösen, der doch langsam in die Jahre kommt.

Ich finde, dass Intels CPU's noch immer besser bei rechenintensiven Programmen wie Video/Audio/Foto sind. Apple sollte aber eventuell mal einen Wechsel zu den aktuellen AMD Ryzen APU in die Planung aufnehmen. Momentan macht AMD alles etwas besser und dazu preiswerter. Der Vorteil wäre auch das APU Konzept (CPU+GPU) auf einem Chip. Ideal wäre so etwas für zukünftige iMacs aber auch Macbooks Pros.

Die Sache mit dem Wechsel auf ARM sehe ich als noch sehr weit indie Zukunft, zumindest mal für die iMacs. Wenn ich heute oder in 6 Monaten einen neuen iMac bräuchte, dann würde ich da auf jeden Fall zu einem Intel (AMD?) Modell greifen. Man muss je erst einmal sehen, wie sich die Sache bewährt und ob die Leistung im Alltagsbetrieb bei den ARM CPUs da ist. Für einen Macbook Air könnte ich mir das durchaus vorstellen, aber da müssen die Entwickler mit den Apps mitziehen. Und was ist mit älteren Apps? Auf Parallels würde ich bei unterschiedlichen Prozessor Architekturen nicht setzen, solche Emulationen sind immer langsam, dieses Problem gab es zuvor mit PowerPC und Intel auch.

Ich finde die Entwicklung sehr spannend und hoffe, dass die neuen (Mobil)Macs sich sehr deutlich bei Leistung,  Akkulaufzeit und/oder Gewicht absetzen können. Preislich habe ich nicht die Hoffnung, dass Apple uns Geschenke machen wird.

Ich weiß jetzt allerdings auch nicht mehr, ob ich dieses Jahr noch den eigentlich geplanten Wechsel zu einem leistungsstärkeren MB Pro 2020 machen werde. Da müsste der Preis eines neuen MB Pro 14“ schon extrem verlockend sein.

Wenn die Efiizienz und die Kombination aus mehr Chips/Threads und entsprechendem Basistakt stimmt, ist Intel bald abgesägt. Wahrscheinlich haben die längst so ein Chip in der Tasche.

 

Daher auch immer die Töne beim iPad Pro.

Es ist erst ein paar Jahre her, da hätte Apple AMD aus der Portokasse bezahlen können. Hätten sie machen sollen. Ich gehe mal davon aus dass die Führungsetage von Apple deutlich besser informiert ist als ich. Sie haben es nicht getan. Das dürfte Gründe haben. Die AMDs sind besser als die Intels momentan. aber ich glaube nicht, dass sich Apple von der Abhängigkeit Intel raus und in eine neue mit AMD reinbegeben will. Wenn sie schon umstellen müssen. AMD wäre auch eine Umstellung, der Code kann nicht einfach übernommen werden, dann zu etwas, das sie kontrollieren können. Und keiner von uns hat je ARMs in einer anderen Umgebung als in Telefonen und Tablets erlebt. In grösseren Gehäusen mit richtigem thermal management dürften ganz andere Taktraten möglich sein. Und dann sehen womöglich Intels UND AMDs alt aus. By the way, ich erwarte auch, dass MS da nicht tatenlos zusieht. Es gibt ja die ersten, lauwarmen Versuche Windows auf ARM

Sehe es wie tai. Apple war prozessortechnisch erst von Motorola, dann Mototola-IBM, jetzt Intel abhängig. Warum sollten sie so dumm sein und sich jetzt von AMD abhängig machen? Und bis wann? Bis Intel wieder besser ist?

Nein, nach den Erfahrungen der letzten 20 Jahre wird Apple auf die eigenen Fähigkeiten setzen. Ich bin sicher, wir werden es zur WWDC schon offiziell erfahren. Denn ein Prozessorwechsel erfordert die frühzeitige  Koop mit den Software-Entwicklern. Sonst haben wir 2021 geile Macs ohne Software.

Für mich ist das entscheidende Kriterium beim Kauf eines neuen Macs, dass alles problemlos läuft, der Rechner schneller ist und 1-2 neue Features hat. Wenn meine genutzte Software auf einem neuen ARM-Mac nicht nur läuft, sondern sogar schneller läuft und das alles vielleicht mit 1-2 Stunden längerer Akkulaufzeit und dabei nen Hunderter günstiger ist, ja warum denn nicht? In diesem Fall ist es mir dann völlig egal, welcher Typ von Prozessor werkelt - hauptsache nur, ich kann damit gut arbeiten.

Vielleicht ist es ganz gut so, dass sich Apple endlich von anderen CPU-Herstellern und den damit verbundenen Nachteilen und Kompromissen lossagt und auch hier sein eigenes Ding macht. Statt Intel-CPUs von der Stange lieber maßgeschneiderte Apple-Prozessoren für jedes Apple-Gerät.

Und keiner von uns hat je ARMs in einer anderen Umgebung als in Telefonen und Tablets erlebt.

<hüstel> Oh, doch, sehr wohl. Euch ist es bloß nicht bewusst.

Es gibt abseits von Telefonen und Tablets einen gigantischen Markt für ARM-CPUs. Sie werden u. a. in Steuergeräten, Routern, Switches, Waffensystemen und Medizinprodukten eingesetzt. Die ARM-Architektur zählt zu den am meisten verbreiteten Mikroprozessorarchitekturen weltweit.

Ich beispielsweise betreibe seit knapp 10 Jahren Server und NAS mit ARM-Prozessoren. Und damit meine ich industry-grade-Produkte, nicht die suboptimale Huckepack-Architektur von Raspberry Pi Foundation und Broadcom.

Ein Wechsel zu Arm würde erst einmal mit deutlichen Perfomanceverlusten wegen x86 Emulation einhergehen. Nur neu für ARM entwicklte SW  würde normal laufen. Ein weiteres großes Problem sehe ich darin, dass Optimierungen für X86 nicht für Mac adaptiert werden. Zu PPC Zeiten, liefen die Mac Version oft  schlechter als die x86 Windows Version.

Meine Befürchtung ist, das wegen verschiedener Architekturen noch weniger Programme portiert werden. Auf der anderen Seite entfallen alle Virtualierungslösungen (Paralells, VM-Ware, Bootcamp, ...). Die Anzahl der Programme, die man auf einem Mac benutzen kann, würde deutlich zurückgehen.

Ein Wechsel zu Arm würde erst einmal mit deutlichen Perfomanceverlusten wegen x86 Emulation einhergehen. Nur neu für ARM entwicklte SW  würde normal laufen. 

Deswegen wird es wahrscheinlich wieder eine lange Vorlaufzeit geben. Ankündigung im Juni, erste ARM-Macs ab Anfang 2021. Bis dahin wird es tausende native Mac-Apps für ARM geben und Performance wird da kein Thema sein.

Entwickler, die strikt nach Apple-Richtlinien arbeiten und moderne APIs/Engines/Bibliotheken nutzen, werden kaum Aufwand betreiben müssen, ihre Software anzupassen. Neu compilieren in Xcode, etwas händisch nachjustieren, gut ist. 

Das schreibt zum Beispiel der Entwickler der Grafiksoftware Acorn:

While rumors of ARM Mac have been around for years, it really does feel like it should be happening sooner rather than later. I'm personally a big fan of the idea. When Macs switched from PPC to Intel Acorn and VoodooPad were there on day one. I actually had both up and running on the new processors in under an hour, and I expect to do the same again for both Acorn and Retrobatch.

Das beruhigt doch sehr. Ich mache mir keinerlei Sorgen wegen der Software.

Quelle: https://shapeof.com/archives/2020/4/gurman_says_arm_macs_are_coming.html

 

 Auf der anderen Seite entfallen alle Virtualierungslösungen (Paralells, VM-Ware, Bootcamp, ...). 

Woher willst du das wissen? Stand heute hat Apple noch nichts verlauten lassen, wie es mit Virtualisierung aussieht. Ich würde wetten, dass Apple das Thema auf dem Schirm hat!

 

Die Anzahl der Programme die auf einem Mac benutzen kann, würde deutlich zurückgehen.

Pure Spekulation. Wieder: Woher willst du das wissen?

Das Gegenteil ist doch der Fall: Dank Catalyst steigt die Anzahl der Mac-Programme spürbar. Es gibt weltweit über 100 Millionen Macs - ein lohnender Absatzmarkt. Fällt Programm A weg, kommt Anbieter B und füllt die Lücke.

Ich sehe den sich immer deutlicher abzeichnenden Switch zu ARM inzwischen positiv. Intel ist so langsam, alt und klobig. 14nm+++++++++++++ ist ein running Gag mittlerweile. Apple hat wesentlich schnellere Zyklen. Warum also noch teuer alte Intel-Chips kaufen, die sich in den letzten 5 Jahren (!) nicht signifikant weiterentwickelt haben?

Apple kann es vermutlich besser, wahrscheinlich sogar sehr viel besser mit genau abgestimmten CPUs für den Mac und kann jedes Jahr neue Designs bringen, um die Modelle wieder häufiger zu aktualisieren, mit mehr Features und besserer Performance, statt Jahre zu warten, bis Intel mal wieder was neues liefern kann.

 Auf der anderen Seite entfallen alle Virtualierungslösungen (Paralells, VM-Ware, Bootcamp, ...). 

Woher willst du das wissen? Stand heute hat Apple noch nichts verlauten lassen, wie es mit Virtualisierung aussieht. Ich würde wetten, dass Apple das Thema auf dem Schirm hat!

Weist Du was Virtualisierung bedeutet? Virtualisierung benötigt die gleiche Prozessorarchitektur.

 

Die Anzahl der Programme die auf einem Mac benutzen kann, würde deutlich zurückgehen.

Pure Spekulation. Wieder: Woher willst du das wissen?

Ganz einfach - Windows fällt  weg. Es gibt sehr viele Mac-User die darauf teilweise angewiesen sind. Laut der Umfrage hier fast jeder 2.

 

Wenn Apple mit seinen 5nm Prozessoren auf den Markt kommt, gibt es von AMD natürlich auch 5nm x86 Prozessoren. Beide kommen vom gleichen Hersteller TSMC. Und werden sich vermutlich auch in der Performance wenig schenken.

1) Es gibt Windows (mit wachsendem App-Support) inzwischen auch für ARM und das könnte man dann native virtualisieren.

2) Cloud Virtualisierung. x86-VM im Rechenzentrum für kleinen Monatsbetrag mieten, um darauf mit Parallels o. ä. zuzugreifen und Windows-Software laufen zu lassen. Gleicher Funktionsumfang, belastet jedoch die Mac-CPU nicht.

Woher willst du das wissen?

Wird der neue Mac Pro nächstes Jahr etwa nicht mehr funktionieren? Das ist natürlich Schwachsinn.

"Virtualisierung benötigt die gleiche Prozessorarchitektur."

Nein, definitiv nicht.
Gleiche Architektur erleichtert die Performance, ist aber nicht Vorbedingung für gute Performance - siehe Rosetta.

 

John Gruber von Daring Fireball (daringfireball.net) - mit exzellenten Kontakten zu Apple - geht schon seit Monaten fest davon aus:

The reason for Apple to move Macs to its own in-house ARM chips is much simpler than that. (1) Apple’s laptop chips are better than Intel’s — they’re faster and more power efficient. (2) Using their own chips puts Apple in control of its own timeline for product updates. Why did it take so long for Apple to get the retina MacBook Air out the door? The one-word answer I was told by a high-perched little birdie: Intel. 

...
I still expect them to announce the transition at WWDC, ahead of actual hardware, because you really do want software to be ready on day one. 
...
An ARM chip in a Mac that’s “much faster than the processors in the iPhone and iPad” would be much faster than anything Intel offers for use in portables.
...

Of course they’re going to transition more than one Mac.

Wir in der Firma nutzen Windows auf Macs, sind darauf zum Teil auch stark darauf angewiesen. Ich hoffe doch sehr, dass bei all den potentiellen Vorteilen der CPU-Umstellung irgendeine Möglichkeit bleibt, um Windows zu nutzen. Das ist im Business Bereich de facto - Stand heute im Jahr 2020 - einfach sehr wichtig. Ich hoffe, Apple denkt daran.

Ansonsten glaube ich, dass uns Apple noch alle sehr überraschen wird auf der WWDC. Wegen ein paar Kleinigkeiten wird Apple eine derart bedeutende Änderung nicht vornehmen, ich denke dass wird eine richtig große Sache.

Wir in der Firma nutzen Windows auf Macs, sind darauf zum Teil auch stark darauf angewiesen. Ich hoffe doch sehr, dass bei all den potentiellen Vorteilen der CPU-Umstellung irgendeine Möglichkeit bleibt, um Windows zu nutzen. Das ist im Business Bereich de facto - Stand heute im Jahr 2020 - einfach sehr wichtig. Ich hoffe, Apple denkt daran.

Für PowerPC Macs gab es damals Softwindows, das war extrem langsam. Gefühlt 90% Performanceverlust. Es gibt bis jetzt meines Wissens auch noch keine Virtualisierungslösung für ARM (Damit könnte man ARM-Windows ausführen - aber nicht das normale x86 Windows). Bei Virtualbox habe ich gelesen, dass der Code viel zu prozessorspezifisch sei und man es nicht auf andere Architekturen portieren kann. (x86 hat spezielle Virtualisierungserweiterungen. Ich weiß nicht, ob es das bei ARM überhaupt gibt)

die ARMs in Servern lasse ich gelten. Die in Routern, Switches laufen bestimmt nicht an der oberen Leistungsgrenze. Falls doch, dann sind sie bestimmt nicht besonders leistungsfähig. Von Waffen habe ich keine Ahnung, vermute aber, die bekommen leistungsfähigen Kram, die ham ja die Kohle dazu. bei Medizin bin ich mir nicht so sicher. Aber ich bin sicher, du weisst, woraufhin ich wollte. Die nächste ARM Generation, evtl. mit 5nm Strukturen wird in Computern mit Lüftung und mehr Platz ganz anders performen. 

Und natürlich ist bei unserer Diskussion nicht die besondere Leistunsfähigkeit der Apple ARMs berücksichtigt. Andere Handyhersteller verwenden die ja auch. Nur in einer ganz anderen Liga

Ich bin gerade dabei macOS auf Qemu https://www.qemu.org/ zu installieren.

Das ist eine ziemlich fummelige Sache. Qemu emuliert auch die CPU.

Mal sehen, ob das klappt.

iMac 19,1 i9-9900K Radeon 64 LC

Spannend sind in diesem Kontext natürlich mehrere Fragen: In welchem Rahmen kann Apple Leistungszuwächse gegenüber den Intel-Prozessoren erzielen (sowohl bei CPU als auch bei GPU)? Gibt es dank des effizienten 5-Nanometer-Fertigungsverfahrens und der Stromsparkerne längere Akkulaufzeiten? Werden die Mac-Preise sinken, da Apple die Prozessoren künftig in Eigenregie produzieren lässt und nicht mehr teuer von Intel einkaufen muss? Wird es eine Möglichkeit zur Nutzung von x86-Windows geben? Wie aufwendig wird die Portierung bestehender Mac-Software auf die ARM-CPUs sein?

Wer glaubt, dass die Preise sinken werden ist ein Traumtänzer. 

Die Nutzung von x86-Software wird womöglich durch eine Art Rosetta (Just In Time Compiler) möglich sein.

Die Portierung bestehender Software ist ein simpler Recompile, da beide CPUs Little Endian sind.

Die Nutzung von Windows wird nur möglich sein, wenn Parallels / VMware Fusion einen Just In Time Compiler implementieren. Ansonsten könnte Mann Qemu verwenden, welches allerdings sehr kompliziert zu installieren ist.

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Nein, definitiv nicht.
Gleiche Architektur erleichtert die Performance, ist aber nicht Vorbedingung für gute Performance - siehe Rosetta.

Doch, definitiv doch. 

Rosetta ist keine Virtualisierung, sondern ein Just in Time Compiler, der den PPC-Maschinencode interpretiert und dann in nativen x86 Maschinencode umwandelt.

Das verursacht hohe Latenz und hohen RAM-Speicherverbrauch.

Wobei der hohe Speicherverbrauch vielleicht nicht ganz so relevant ist, da macOS eh RAM-Speicher wie Sau verbraucht.

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