Apple M4: Details zum neuen System on a Chip

Mit dem neuen iPad Pro hat Apple seinen „Apple Silicon“-Chip namens M4 vorgestellt. Dieser bringt nicht nur bis zu 10 CPU-Kerne und 10 GPU-Kerne mit, sondern auch eine leistungsstärkere Neural Engine für die Unterstützung von KI-Prozessen. Für den Einsatz im iPad Pro ist zudem eine sogenannte Display Engine Teil des Designs. Diese kümmert sich um das „Ultra Retina XDR“-Display in Tandem-OLED-Bauweise und ProMotion mit dynamischer Anpassung der Bildwiederholrate von 10 Hz bis 120 Hz. So bleibt die GPU-Leistung für die Software erhalten, etwa für Videospiele mit Ray Tracing.

Allgemeines zum neuen M4-Chip von Apple

Der Apple M4 fußt auf der 3-Nanometer-Architektur der zweiten Generation, was dafür sorgt, dass auf der kleinen Fläche des Chips insgesamt 28 Milliarden Transistoren Platz finden. Diese verteilen sich auf die verschiedenen Elemente, wie etwa CPU (Hauptprozessor), GPU (Grafikprozessor), Neural Engine (Neuronaler Prozessor), Secure Enclave (Abgesicherter Bereich für wichtige Daten und biometrische Informationen), Display Engine (Steuereinheit für das neue OLED-Display), und so weiter. Der M4 baut in großen Teilen auf den Entwicklungen des M3 auf. Dieser wurde im iPad Pro übergangen, sodass Apple mit großen Leistungssprüngen im Vergleich zum iPad Pro mit M2 werben kann.

„Das neue iPad Pro mit M4 ist ein großartiges Beispiel, wie die Entwicklung erstklassiger eigener Chips bahnbrechende Produkte möglich macht“, sagt Johny Srouji, Senior Vice President of Hardware Technologies bei Apple. „Die energieeffiziente Performance des M4 ermöglicht in Kombination mit seiner neuen Display Engine das dünne Design und das fantastische Display des iPad Pro. Durch grundlegende Verbesserungen der CPU, GPU, Neural Engine und des Speichersystems eignet sich der M4 extrem gut für die neuesten Apps, die KI nutzen. So macht der neue Chip das iPad Pro zum leistungsfähigsten Gerät seiner Art.“

Die neue Display Engine des M4

Mit der Display Engine hat Apple dem M4 einen Bereich hinzugefügt, der bisher nur im iPad Pro wirklich Sinn ergibt. Denn die Display Engine kümmert sich, wie ihr Name schon vermuten lässt, um das Display, seine Inhalte, die Anpassung der Helligkeit sowie die der Bildwiederholrate. Diese kann dank „ProMotion“ automatisch zwischen 10 Hz (für stillstehende bzw. langsam gescrollte Inhalte wie Webseiten, E-Mails, E-Books, etc.) und 120 Hz (für Videospiele u. ä.) rangieren. Zudem kümmert sich die Display Engine des M4 um die Abstimmung der zwei OLED-Displays, die beim iPad Pro übereinander liegen, um bis zu 1.600 Nits Helligkeit bei der Anzeige von HDR-Inhalten zu erreichen.

Der neue 10-Kern-CPU des M4

Genauso wie beim Arbeitsspeicher, auf den ich weiter unten eingehe, muss man bei der CPU des M4 im iPad Pro zwischen zwei Versionen unterscheiden. Denn wählt man das Tablet mit 256 GB oder 512 GB SSD-Speicher aus, dann bekommt man 9 CPU-Kerne (3 Performance, 6 Effizienz). Nur bei Speichergrößen von 1 TB oder 2 TB gibt es alle 10 CPU-Kerne (4 Performance, 6 Effizienz). Beide Kernarten sollen der Pressemitteilung zum Thema nach Verbesserungen für eine schnellere Ausführung von Aufgaben mitbringen. Zudem enthalten sie aktuellere Beschleuniger für das Maschinelle Lernen (ML). Im Vergleich zum M2 soll die M4-CPU bis zu 1,5-mal schneller sein.

Neue Funktionen der M4-GPU

Die Grafikeinheit des Apple M4 basiert auf der Architektur der M3-Chipfamilie. Das heißt, dass unter anderem das letztes Jahr vorgestellte „Dynamic Caching“ mit dabei ist. Mit dem M3 wurde es am Mac somit schon möglich, hardwarebeschleunigtes Mesh-Shading sowie Raytracing einzusetzen. Das ist nun auch am iPad Pro möglich. Neben einer optisch besseren Gaming-Erfahrung sollen die M4-Vorteile aber auch schnellere Berechnungen und Renderings in Apps für die Grafikbearbeitung, 3D-Modellierung, Augmented Reality, Animation, Visual-Effects-Erstellung und dergleichen bringen.

M4 Neural Engine mit bisher bester Leistung

Die Neural Engine auf einem von Apple designten ARM-Chip kam erstmals in iPhones mit A11 Bionic Chip zum Einsatz (iPhone 8 und iPhone X in 2017). Seitdem hat sich viel getan, und die Neural Engine des M4 ist 60-mal schneller als die des A11 Bionic. Das sorgt nicht nur für die schnellere Umsetzung der bereits in iPadOS enthaltenen KI-Funktionen, sondern soll das iPad Pro auch für kommende Anwendungen aus dem Bereich (generative) künstliche Intelligenz bereit machen. Dafür sorgen neben der Neural Engine mit bis zu 38 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde auch die ML-Beschleuniger der CPU, die schnellere GPU, die höhere Bandbreite des Arbeitsspeichers und weitere Einzelelemente.

So viel Arbeitsspeicher (RAM) gibt es für den M4 im iPad Pro

Während mehr SSD-Speicher im neuen iPad Pro bei der CPU lediglich einen Sprung von 9 Kernen auf 10 Kerne bedeutet, da ist er hinsichtlich des Arbeitsspeichers noch wichtiger. Denn wer Apples Profi-Tablet mit 256 GB oder 512 GB kauft, bekommt lediglich 8 GB RAM. Um die volle Leistung aus der neuen Hardware rauszuholen, braucht es aber tendenziell mehr. Die maximal möglichen 16 GB RAM gibt es, wenn man sich für ein Modell mit 1 TB oder 2 TB SSD-Speicher entscheidet. Die komplette Übersicht der technischen Daten sowie eine Preistabelle mit allen Konfigurationen habe ich euch in diesem Beitrag zusammengetragen.

Vorstellung des M4 für das iPad Pro 2024

Hier findet ihr das Video mit der offiziellen Vorstellung des M4 als Ausschnitt aus Apples „Let Loose“-Event von letzter Woche:

Johannes Domke

Johannes hat nach dem Abitur eine Ausbildung zum Wirtschaftsassistenten in der Fachrichtung Fremdsprachen absolviert. Danach hat er sich aber für das Recherchieren und Schreiben entschieden, woraus seine Selbstständigkeit hervorging. Seit mehreren Jahren arbeitet er nun u. a. für Sir Apfelot. Seine Artikel beinhalten Produktvorstellungen, News, Anleitungen, Videospiele, Konsolen und einiges mehr. Apple Keynotes verfolgt er live per Stream.