Apples kommende Hochleistungs-Chips M5 Pro und M5 Max sollen sich deutlich vom bisherigen M5 unterscheiden. Erwartet wird eine neue Architektur, die vor allem die Skalierbarkeit verbessern soll und wohl in der nächsten MacBook‑Pro‑Generation startet.
Neue Chip-Struktur statt klassischem System-on-a-Chip
Bislang setzt Apple beim M5 auf eine klassische System-on-a-Chip-Architektur: Nahezu alle Komponenten außer dem Arbeitsspeicher liegen auf einem einzigen Silizium-Die, der dann mit dem Systemspeicher verbunden wird. Für die Pro-, Max- und Ultra-Varianten skaliert Apple, indem mehrere Dies kombiniert werden, was unter anderem zu GPU-Kernzahlen führt, die sich zwischen den Stufen oft verdoppeln. Dieses Vorgehen gilt jedoch als wenig flexibel und nicht besonders effizient, wenn es um weiteres Hochskalieren geht.
Für M5 Pro und M5 Max kursiert das Gerücht, dass Apple auf eine andere Fertigung umsteigt. Statt des bisherigen System-on-a-Chip-Aufbaus von TSMC soll eine angepasste Variante von TSMCs System-on-Integrated-Chip-Verfahren mit horizontalem Layout zum Einsatz kommen, genannt SoIC‑MH. Ziel ist es, die Chips leichter und effizienter beschleunigen zu können, Wärmeentwicklung zu verringern und damit möglicherweise auch die Akkulaufzeit etwas zu verbessern.
Bei TSMCs SoIC-Ansatz werden separate Dies – sogenannte Chiplets – für bestimmte Funktionsgruppen gefertigt und über winzige, schnelle Verbindungen zu einem gemeinsamen Paket zusammengeführt, das dann mit Speicher zum finalen Chip kombiniert wird. Anders als bei einem monolithischen Die lassen sich so einzelne Funktionsblöcke gezielt skalieren.
GPU als Chiplet: GPU- und CPU-Leistung entkoppeln
Im Fall von Apple wird erwartet, dass insbesondere die Grafikeinheit in ein eigenes Chiplet ausgelagert wird. Das würde es ermöglichen, die GPU-Leistung unabhängig von der CPU auszubauen. Dieser Schritt wäre vor allem deshalb wichtig, weil die Anforderungen an Tensor- und Grafikleistung für KI- und Grafikaufgaben stark steigen, während der Bedarf an immer mehr CPU-Spitzenleistung derzeit geringer ausfällt.
SoIC-Chips setzen üblicherweise auf gestapelte Chiplets, um extrem kurze und damit besonders schnelle Verbindungen zu erreichen. Apple könnte bei SoIC‑MH allerdings ein Layout nutzen, bei dem die Chiplets seitlich neben dem Haupt-Die statt darüber angeordnet werden. Welche konkreten Auswirkungen das auf die Performance hat, lässt sich ohne gesicherte Informationen allerdings nicht vorhersagen.
Denkbar wäre etwa, dass Apple in bestimmten Konfigurationen weniger GPU-Kerne verbaut, statt sie weiter zu erhöhen, auch wenn es unwahrscheinlich erscheint, dass die Leistung sinken soll. Ebenso könnte sich die Zahl der CPU-Kerne ändern, je nachdem, wie der gewonnene Platz auf dem Die genutzt wird oder ob Apple die Chipfläche insgesamt verkleinert.
Langfristige Strategie für GPU- und KI-Leistung
Als Apple den M1 Ultra für den Mac Pro mit ausschließlich integrierter Grafik vorstellte, war schnell klar, dass diese Architektur langfristig an Grenzen stößt. Die M‑Serie unterstützt bis heute keine dedizierten Grafikkarten, sondern ausschließlich die integrierte GPU der Chips. Damit braucht Apple einen besseren Weg, um die GPU-Leistung direkt auf dem Chip über mehrere Generationen hinweg deutlich auszubauen.
Beim M5 hat Apple die KI-Fähigkeiten durch einen Neural-Beschleuniger in jedem GPU-Kern verstärkt. Das Prinzip „ein Beschleuniger pro Kern“ skaliert jedoch eher langsam. Ein GPU-Chiplet könnte hier helfen, deutlich mehr Kerne in die Grafikeinheit zu packen, ohne an die feste Fläche eines einzelnen Dies gebunden zu sein. Das könnte beispielsweise ein 14‑Zoll‑MacBook Pro in die Lage versetzen, bei großen Machine-Learning-Aufgaben deutlich besser zu bestehen.
Sollte Apple diese Architektur wirklich umsetzen, ist mit Systemen auf Basis von M5 Pro und M5 Max spätestens zur weltweiten Entwickler:innenkonferenz zu rechnen. Apple müsste Entwickler:innen dort erneut für Spiele und KI begeistern. Gleichzeitig könnten die neuen Chip-Optionen helfen, den steigenden Druck auf Notebook-Preise durch den massiven Mangel an Speicher und andere Engpässe etwas abzufedern. Wenn sich GPU- und CPU-Leistung so granular entkoppeln lassen, könnte das zumindest die Konfiguration innerhalb eines Budgets für Euch einfacher und kalkulierbarer machen.
Via: https://www.cnet.com
Titelbild KI (Zur Illustration)
