Apple hat die neueste Generation seiner High-End-Laptop-Chips, den M5 Pro und M5 Max, vorgestellt. Während die Leistungssteigerungen auf den ersten Blick moderat erscheinen, verbergen sich unter der Oberfläche grundlegende architektonische Veränderungen. Eine neue Chip-Struktur und eine komplett neue Art von Prozessorkernen definieren die Zukunft von Apples professionellen MacBooks.
Das Wichtigste in Kürze
- Der M5 Max bietet eine Single-Core-Leistungssteigerung von etwa 10 % und eine Grafikleistung, die je nach Test um 20 % bis 35 % höher ist als beim M4 Max.
- Apple setzt eine neue "Fusion Architecture" ein, bei der CPU- und GPU-Kerne auf separaten Siliziumplättchen (Dies) untergebracht sind.
- Die M5 Pro und M5 Max Chips verwenden keine Effizienz-Kerne mehr. Stattdessen kommt ein neuer, dritter Kerntyp zum Einsatz, der als "Performance"-Kern bezeichnet wird.
- Diese neuen "Performance"-Kerne sind deutlich leistungsfähiger als die bisherigen Effizienz-Kerne und takten mit bis zu 4,3 GHz.
Leistungswerte der neuen Generation
Die neuen MacBook Pro Modelle mit M5 Max Chip zeigen in Tests eine solide, aber nicht revolutionäre Leistungssteigerung. Die Single-Core-Performance ist im Vergleich zum direkten Vorgänger, dem M4 Max, um etwa 10 Prozent gestiegen. Dies ist eine erwartbare iterative Verbesserung, die Apple bei den meisten Chip-Generationen liefert.
Bei Multi-Core-Anwendungen fallen die Ergebnisse variabler aus. Die meisten Tests zeigen eine Steigerung zwischen 10 und 12 Prozent, obwohl einige Benchmarks wie Cinebench R23 einen Ausreißer nach oben mit bis zu 30 Prozent Verbesserung verzeichnen. Für Nutzer, die von einem M1- oder M2-basierten System aufrüsten, wird der Leistungssprung jedoch erheblich sein.
Grafikleistung im Fokus
Deutlichere Zuwächse sind bei der Grafikleistung zu beobachten. Hier liegen die Verbesserungen zwischen 20 und 35 Prozent. Dies ist vor allem auf die bis zu 40 GPU-Kerne des M5 Max zurückzuführen. Apple betont zudem, dass Workloads, die den in jeden GPU-Kern integrierten Neural Accelerator nutzen können, von noch größeren Vorteilen profitieren könnten.
Der Sprung von den 10 GPU-Kernen des Basis-M5 auf die 40 Kerne des M5 Max führt in der Praxis zu einer drei- bis vierfachen Grafikleistung. Dies macht den Chip besonders für professionelle Anwender in den Bereichen Videobearbeitung, 3D-Rendering und maschinelles Lernen interessant.
Leistungsdaten im Überblick
- Single-Core-Leistung: +10 % gegenüber M4 Max
- Multi-Core-Leistung: +10-12 % (in den meisten Tests)
- Grafikleistung: +20-35 % gegenüber M4 Max
- Speicherbandbreite (Max): Bis zu 614 GB/s
Eine grundlegend neue Chip-Architektur
Die vielleicht bedeutendste Änderung bei den M5 Pro und M5 Max Chips ist nicht die reine Leistung, sondern die Art und Weise, wie sie aufgebaut sind. Apple verabschiedet sich vom monolithischen Design, bei dem alle Komponenten auf einem einzigen Siliziumchip integriert waren.
Stattdessen kommt eine sogenannte „Fusion Architecture“ zum Einsatz. Diese Technologie, die an die Verbindung von zwei Max-Chips zu einem Ultra-Chip erinnert, teilt die Hauptkomponenten auf zwei separate Dies auf:
- Ein Die beherbergt die CPU-Kerne und zugehörige Elemente.
- Ein zweites Die enthält die GPU-Kerne und den Speichercontroller.
Diese beiden Dies werden dann zu einem einzigen Chip zusammengefügt. Sowohl der M5 Pro als auch der M5 Max verwenden das identische CPU-Die mit 18 Kernen. Der Unterschied liegt im GPU-Die: Der Pro-Chip erhält eine Variante mit bis zu 20 GPU-Kernen, während der Max-Chip eine deutlich leistungsfähigere Version mit bis zu 40 GPU-Kernen nutzt.
Diese Trennung ermöglicht Apple mehr Flexibilität in der Produktion und Skalierung der Chips. Da der Speichercontroller Teil des GPU-Dies ist, erklärt dies auch, warum der M5 Max eine höhere Speicherbandbreite (614 GB/s) und Unterstützung für mehr Arbeitsspeicher bietet als der M5 Pro (307 GB/s).
Das Ende der Effizienz-Kerne
Eine weitere fundamentale Neuerung ist die Umstrukturierung der CPU-Kerne. Während der Standard-M5-Chip weiterhin eine Mischung aus Hochleistungs- und Effizienz-Kernen (E-Kerne) verwendet, gehen M5 Pro und M5 Max einen anderen Weg. Sie besitzen keine E-Kerne mehr.
Stattdessen führt Apple einen dritten, mittleren Kerntyp ein. Die Namensgebung sorgt hierbei für Verwirrung. Die schnellsten Kerne, die bisher als „Performance-Kerne“ bekannt waren, werden nun als „Super-Kerne“ bezeichnet. Die neuen Kerne der Mittelklasse tragen nun den Namen „Performance-Kerne“.
Was sind die neuen „Performance“-Kerne?
Es handelt sich hierbei nicht um umbenannte Effizienz-Kerne. Technische Analysen bestätigen, dass es sich um ein neues Kerndesign handelt, das von den Super-Kernen abgeleitet ist. Sie sind darauf optimiert, energieeffiziente Leistung für Multi-Threaded-Workloads zu liefern.
Vergleich der Kerntypen im M5 Max
- Super-Kerne (6 Kerne): Die schnellsten Kerne für anspruchsvollste Aufgaben. Takten bis zu 4,6 GHz.
- Performance-Kerne (12 Kerne): Der neue mittlere Kerntyp. Takten mit bis zu 4,3 GHz und sind deutlich schneller als die alten E-Kerne.
- Effizienz-Kerne: In M5 Pro und Max nicht mehr vorhanden. Im Standard-M5 takten sie bis ca. 3,0 GHz.
Die neuen Performance-Kerne laufen mit einer Spitzentaktrate von 4,3 GHz, nur 300 MHz langsamer als die Super-Kerne. Im Vergleich dazu erreichen die Effizienz-Kerne im Standard-M5 nur etwa 3,0 GHz. Zudem verfügen die neuen Kerne über mehr L2-Cache als die E-Kerne, was ihre höhere Leistungsfähigkeit weiter unterstreicht.
Diese neue Drei-Klassen-Gesellschaft der Kerne (Super, Performance, Efficiency) deutet auf eine neue Strategie von Apple hin, die Leistung über die gesamte Chip-Familie feiner zu skalieren.
Auswirkungen auf Energieverbrauch und Taktstabilität
Die neue Architektur und die leistungsfähigeren Kerne führen zu einem leicht erhöhten Energieverbrauch. Während intensiver Aufgaben wie dem Video-Encoding verbraucht der M5 Max etwa 23 Prozent mehr Strom als sein Vorgänger, der M4 Max. Da die Aufgabe jedoch auch schneller erledigt wird, bleibt die Gesamteffizienz auf einem ähnlichen Niveau wie bei früheren Apple Silicon Generationen.
Interessant ist das Verhalten der Taktfrequenzen unter Dauerlast. Die sechs Super-Kerne des M5 Max halten ihre maximale Taktrate nur für wenige Sekunden und pendeln sich dann bei etwa 3,9 GHz ein. Dies ist zu erwarten, da mehr Kerne mehr Wärme erzeugen.
Ein Großteil der Multi-Core-Leistung des M5 Max stammt von den neuen Performance-Kernen, die stabil mit hohen Taktraten zwischen 4,2 und 4,3 GHz laufen.
Im Gegensatz dazu verhalten sich die neuen Performance-Kerne stabiler. Sie halten ihre hohe Taktrate von über 4,2 GHz über den gesamten Testzeitraum hinweg bei. Ihre Stabilität ähnelt der von Effizienz-Kernen, jedoch auf einem viel höheren Leistungsniveau. Dies stellt sicher, dass auch bei langen, anspruchsvollen Aufgaben eine konstant hohe Leistung zur Verfügung steht.
Mit dem M5 Max liefert Apple mehr als nur ein einfaches Upgrade. Die neue Architektur mit getrennten Dies und die Einführung eines leistungsstarken mittleren Kerntyps legen den Grundstein für zukünftige Entwicklungen und zeigen, dass die größten Innovationen oft im Detail der Chip-Architektur zu finden sind.
