Einfach erklärt: Hocheffizienzkerne vs. Hochleistungskerne in Apple Silicon Chips

In unserem Podcast und in diversen Blogbeiträgen, in denen es um die Apple Chips wie M1, M2 Max oder M3 Ultra oder ähnliche Variationen geht, fallen immer wieder die Begriffe „Hocheffizienzkerne“ und „Hochleistungkerne“. Aber was genau hat es damit auf sich? Das möchte ich in diesem Beitrag erläutern.

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Kapitel in diesem Beitrag:

1 Warnung: Einsteiger-Level-Erklärung
2 Apple Silicon: beeindruckende Leistung und Energieeffizienz
3 Hocheffizienzkerne
4 Hochleistungskerne
5 Vorteile durch das Zusammenspiel
6 Alles verstanden?
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Warnung: Einsteiger-Level-Erklärung

Wenn du Ahnung von Fachbegriffen wie CPUs, GPUs und Prozessoren hast, dann ist der Beitrag sicher nichts für dich. Ich habe selbst nicht viel Wissen in diesem Bereich und möchte hier nur eine sehr einfache Erklärung für die Leser abgeben, die mit den Begriffen aus der Überschrift nichts anfangen können.

Sofern du trotzdem weiterliest und Kopfschmerzen bekommst: Ich habe dich gewarnt! Aber ohne Spaß: Wenn dir ein Fehler auffällt, lass gerne einen Kommentar hier. Ich bin immer bemüht, die fachlichen Fehler in den Beiträgen auszubügeln, wenn es welche gibt.

m1-cores — Auf dieser Schemazeichnung des M1 Chips sieht man links oben die Einteilung in Effizienzkerne und Leistungskerne – diese Einteilung gibt es bei allen Apple Silicon Chips und sogar bei den Ax Chips der iPhones und iPads.

Apple Silicon: beeindruckende Leistung und Energieeffizienz

Der Begriff „Apple Silicon“ wird von Apple verwendet, um die selbst entwickelte Familie von ARM-basierten Prozessoren zu beschreiben. Seit einigen Jahren setzt Apple nur noch auf diese Chips und hat die Intel-Chips in den Mac-Computern ersetzt.

Diese einzelnen Apple Silicon Chips, haben wiederum Namen wie die M1, M2 oder M3 und jede dieser Generationen hat wiederum Untergliederungen in unterschiedlich leistungsstarke Modelle wie Pro, Max und Ultra.

Nachdem ich mein Intel-MacBook Pro gegen das erste M1 MacBook Pro getauscht habe, war mir klar, wie viel besser diese Apple Silicon Chips in der Praxis sind. Sie entwickeln kaum Hitze, weshalb der Lüfter nie zu hören ist. Sie haben sehr viel Leistung, aber verbrauchen trotzdem sehr wenig Energie, was dazu führt, dass der Akku eine gefühlte Ewigkeit hält.

Und der Grund für diese Vorteile ist, dass Apple auf seinen Chips zwei Sorten von Rechenkernen verbaut. Hocheffizienzkerne und Hochleistungskerne. Und was das genau ist, wird nun erklärt.

Hocheffizienzkerne

Die Effizienzkerne (high-efficiency cores) in Apple Silicon Chips sind eine Sorte von Rechenkernen, die zwar eine geringere Leistung bieten, aber dafür ein großes Plus in der Energieeffizienz haben. Sie werden vom System genutzt, wenn einfache, alltägliche Aufgaben zu erledigen sind. Hier sind einige ihrer Vorteile:

Energieeffizienz: Diese Kerne in Apple Silicon Chips liefern gute Leistung bei einem Zehntel der Leistungsaufnahme.
Alltägliche Aufgaben: Sie sind die effizienteste Möglichkeit, leichte, alltägliche Aufgaben wie das Überprüfen von E-Mails oder das Surfen im Web zu erledigen.
Akkulaufzeit: Durch den geringen Strombedarf tragen sie dazu bei, die Akkulaufzeit deutlich zu erhöhen.
Fast geräuschlos: Die Apple Silicon Chips brauchen kaum Strom und werden dadurch deutlich weniger warm und der Lüfter in den MacBook Pro Modellen springen nur selten an. Bei den MacBook Air Modellen sind nicht einmal Lüfter eingebaut. Dadurch sie die Macs (auch die anderen Modelle neben dem MacBook) fast lautlos.
Längere Lebensdauer: Die Energieeffizienz trägt auch zur Verlängerung der Lebensdauer des Geräts bei, da weniger Wärme den Akku und die elektronischen Bauteile belastet.

Hochleistungskerne

Die Hochleistungskerne (high-performance cores) in Apple Silicon Chips sind für anspruchsvolle Aufgaben konzipiert, bei denen Geschwindigkeit entscheidend ist. Sie kombinieren Single-Threading für fokussierte Aufgaben und Multi-Threading für parallele Verarbeitung. Hier eine kurze Liste mit ihren Vorteilen und Eigenschaften:

Hohe Leistung bei Multi- und Single-Threading: Diese Kerne in Apple Silicon Chips bieten hohe Leistung für Single-Threaded-Aufgaben (Single-Threating → es wird immer nur eine Aufgabe gleichzeitig im bearbeitet), aber sie können ebenso im Multithreading-Modus zusammen verwendet werden, um eine enorme Steigerung der Leistung zu erreichen (Multithreaded-Leistung → die Aufgaben werden unter den Kernen verteilt, sodass die einzelne Aufgabe schneller bearbeitet werden kann).
Schnelle Bearbeitung von komplexen Aufgaben: Kreative können zum Beispiel deutlich schneller hochauflösende Fotos bearbeiten, 8K-Filme schneiden, 3D-Renderings in Echtzeit erledigen und Apps kompilieren.

Hier sieht man den M2 Max, der als System on a Chip verschiedene Funktionen und Kerne in einem Bauteil vereint.

Vorteile durch das Zusammenspiel

Integration in einem Chip: Apple Silicon Chips sind Systeme auf einem Chip (SoC), die zahlreiche leistungsstarke Technologien in einem einzigen Chip kombinieren.
Hohe Leistung bei Anfrage: Durch die Kombination der beiden Kernarten können die Macs eine hohe Leistung bieten, wenn sie gefragt ist. Ansonsten arbeiten sie sehr stromsparend mit den Effizienzkernen.
Sehr gute CPU-Leistung pro Watt: Die Apple Chips bieten einen hervorragenden Wert, wenn man die CPU-Leistung pro Watt berechnet.

Alles verstanden?

Ich hoffe, mit meiner Erklärung kann man nachvollziehen, was ein Hocheffizienzkern und was ein Hochleistungskern ist. Die Lösung mit den beiden Kernarten ist hervorragend für die Akkulaufzeit und macht die Macs deutlich günstiger, als sie es früher mit den Intel-Chips waren.

Habt ihr noch Fragen zu den Erklärungen oder Ergänzungen? Dann lasst mir gerne einen Kommentar da.