Apple M3, M3 Pro, M3 Max: Drei 3-nm-Chips mit mehr Leistung und höherer Effizienz

M3, M3 Pro und M3 Max sind Apples neues Dreigestirn aus der 3-nm-Fertigung für den iMac und das MacBook Pro. Apple hebt die Leistung absolut sowie in Relation zum Verbrauch und im Vergleich zu den eigenen Vorgängern und Intel hervor – in allen Punkten soll es Verbesserungen geben, auch dank neuer GPU-Architektur mit Raytracing.

25, 37 und 92 Milliarden Transistoren aus 3-nm-Fertigung

Das neue Apple Silicon kommt auf 25, 37 und 92 Milliarden Transistoren aus der 3-nm-Fertigung von TSMC für den M3, M3 Pro und M3 Max. Das sind 25 Prozent mehr (M3), 7,5 Prozent weniger (M3 Pro) und 37 Prozent mehr (M3 Max) im Vergleich zu dem in 5 nm gefertigten Vorgänger M2 sowie dem später vorgestellten M2 Pro und M2 Max.

1. 

Bild 1 von 5

Neue CPU-Kerne

Für die CPU-Kerne der nächsten Generation gibt Apple bei den P-Cores analog zum A17 Pro aus dem iPhone 15 Pro (Max) (Test) eine verbesserte Sprungvorhersage sowie breiter aufgestellte Decode- und Execution-Engines an. Für die E-Cores sei ebenfalls die Sprungvorhersage optimiert worden, erklärt Apple, zudem fällt die Execution-Engine mit mehr Stufen tiefer aus. Nur auf die P-Cores bezogen sollen diese Maßnahmen zu 15 Prozent mehr Leistung als beim M2 und 30 Prozent mehr als beim M1 führen. Den größeren Sprung machen mit 30 Prozent (zum M2) und 50 Prozent (zum M1) mehr Leistung die neuen E-Cores.

1. 

Bild 1 von 3

M3

Den M3 gibt es in ausschließlich einer Konfiguration mit 8-Core-CPU bestehend aus jeweils 4 Performance- und 4 Efficiency-Kernen, die bis zu 20 Prozent schneller im Vergleich zum M2 und bis zu 35 Prozent schneller als der M1 agieren soll.

M1-Leistung bei halbem Verbrauch

Bei der Leistung pro Watt sieht sich Apple weiterhin in führender Position. Die Multi-Thread-Leistung eines M1 erreiche der neue M3 bei nur dem halben Verbrauch. Für die Multi-Thread-Leistung eines Intel Core i7-1360P komme der M3 lediglich auf ein Viertel des Verbrauchs.

1. 

Bild 1 von 2

8 GB, 16 GB oder 24 GB Speicher

Den M3 bietet Apple mit 8 GB, 16 GB oder 24 GB RAM respektive „Unified Memory“ für CPU und GPU bei einer Speicherbandbreite von 100 GB/s an.

M3 Pro

Kam der M2 Pro noch auf 8 P- und 4 E-Kerne, stehen im M3 Pro jetzt 6 P- und 6 E-Kerne zur Auswahl, wobei es neben dem Vollausbau eine Variante mit 5 P- und 6 E-Kernen gibt. Für den M3 Pro gibt Apple die CPU-Leistung ausschließlich im Vergleich zum M1 Pro mit einem Plus von bis zu 20 Prozent an. Der M1 Pro war mit 6 oder 8 P- und 2 E-Kernen ausgestattet.

Speicherinterface auf 150 GB/s reduziert

Für den M3 Pro besteht die Wahl zwischen 18 GB und 36 GB Speicher mit einer Bandbreite von 150 GB/s. Das ist auf die Speichermenge bezogen zwar mehr als beim M2 Pro, der mit 16 GB oder 32 GB kombiniert werden konnte, dessen Speicherinterface lag allerdings noch bei 200 GB/s. Das spricht für ein von 256 Bit auf 192 Bit in der Breite reduziertes Speicherinterface.

M3 Max

Abermals mehr CPU-Kerne stehen im M3 Max zur Verfügung, dessen 14-Core-CPU auf 10 P- und 4 E-Kerne kommt, während es beim Vollausbau mit 16-Core-CPU sogar 12 P- und 4 E-Kerne sind. Den vorherigen M2 Max hatte Apple wie den Vollausbau des M2 Pro noch mit 8 P- und 4 E-Kernen angeboten, sodass es in diesem Punkt im Gegensatz zum neuen M3 Pro kein Upgrade aufseiten der CPU gegeben hatte. Dieses jetzt eingeführte deutliche Plus an CPU-Kernen resultiert in einer bis zu 50 Prozent höheren Leistung im Vergleich zum M2 Max und einem Plus von bis zu 80 Prozent zum M1 Max.

So viel Speicher wie im M1 Ultra

Im M3 Max steigt der verfügbare Speicher von 32 GB, 64 GB oder 96 GB (M2 Max) auf jetzt 36 GB, 48 GB, 64 GB oder 128 GB und damit in der Spitze auf so viel wie zuvor nur beim M1 Ultra oder beim mittleren Ausbau des M2 Ultra. Das Speicherinterface wurde jedoch auch hier um ein Viertel auf 300 GB/s gestutzt, sofern nicht zum Vollausbau mit erneut 400 GB/s gegriffen wird.

Neue GPU-Architektur mit Raytracing und Dynamic Caching

Ob Vollausbau oder nicht, hat neben der CPU maßgeblichen Einfluss auf die GPU, die von Apple eine neue Architektur erhalten hat, die über die jüngsten Entwicklungen im A17 Pro hinausgeht. Neu für die M3-Familie sind zwar ebenso das Mesh Shading sowie Hardware-beschleunigtes Raytracing, neu hinzu kommt aber zusätzlich das sogenannte Dynamic Caching. Werde laut Apple traditionell über die Software die Menge des Grafikspeichers einer bevorstehenden Aufgabe anhand der aufwendigsten Subroutine dieses Tasks zugewiesen, sodass stets dieselbe maximale Menge zur Verfügung steht, selbst wenn weniger benötigt wird, führe das Dynamic Caching in Hardware umgesetzt eine dynamische Zuteilung anhand der tatsächlich jeweils benötigten Menge aus, um die Auslastung der GPU zu steigern, was wiederum die Leistung anheben soll.

1. 

Bild 1 von 2

8- oder 10-Core-GPU im M3

Im M3 steckt eine 8-Core- (iMac 24") oder 10-Core-GPU (MacBook Pro) mit bis zu 20 Prozent mehr Leistung als im M2 und bis zu 65 Prozent mehr Leistung als im M1. Auch im M2 gab es GPUs mit 8 oder 10 Kernen, im M1 waren es 7 oder 8 Kerne. Im Vergleich zum M1 soll dieselbe Leistung bei einem auf die Hälfte reduzierten Verbrauch erreicht werden. Die GPU-Leistung des Intel Core i7-1360P erzielt Apple laut eigener Angabe bei einem Fünftel des Verbrauchs.

1. 

Bild 1 von 2

14- oder 18-Core-GPU im M3 Pro

Den M3 Pro bietet Apple mit einer 14- und einer 18-Core-GPU an, letztere nur mit dem Vollausbau auch aufseiten der CPU. Für diesen Vollausbau wirbt Apple mit bis zu 10 Prozent mehr GPU-Leistung zum M2 Pro und bis zu 40 Prozent mehr zum M1 Pro. Im M2 Pro kam die GPU auf 16 oder 19 Kerne, im M1 Pro auf 14 oder 16 Kerne.

30- oder 40-Core-GPU im M3 Max

Der M3 Max stellt in der Basis eine 30-Core-GPU mit 300 GB/s zum Speicher zur Verfügung, optional gibt es eine 40-Core-GPU mit 400 GB/s, die dann auch hier zum Vollausbau der CPU führt. Diese 40-Core-GPU kommt Apple zufolge auf eine Mehrleistung von bis zu 20 Prozent im Vergleich zum M2 Max und bis zu 50 Prozent zum M1 Max. Im M2 Max hatte es 30 oder 38 GPU-Kerne, im M1 Max 24 oder 32 GPU-Kerne gegeben.

Neural Engine mit 18 TOPS

Identisch fällt in jedem M3 die neue Neural Engine für die Beschleunigung von Machine Learning aus, die jetzt auf 16 Kerne und 18 TOPS kommt. In der M2-Familie waren es 16 TOPS aus 16 Kernen und in der M1-Familie 11 TOPS aus 16 Kernen.

Media Engine mit AV1-Decoder

Neben CPU und GPU steckt eine neue Media Engine in der M3-Familie, die eine Hardware-Beschleunigung für das Encodieren und Decodieren von H.264, HEVC, ProRes und ProRes RAW zur Verfügung stellt, wobei jeweils eine Engine für das En- und Decoding von H.264 und HEVC und eine weitere Engine für das En- und Decoding der beiden ProRes-Format zur Verfügung steht. Ausschließlich der M3 Max verdoppelt die Engine für das Encoding von H.264 und HEVC sowie die Engine für ProRes. Alle M3-Chips beherrschen wie der A17 Pro auch das Decoding von AV1 für die Wiedergabe dieses Codecs etwa auf YouTube oder Netflix. Das Decoding von VP9 oder Encoding von AV1 wie beim Snapdragon X Elite fehlt bei Apple.

Ein externes Display mit dem M3

Die Wahl des Prozessors ist erneut ausschlaggebend für die Anzahl der unterstützten Bildschirme. Der M3 unterstützt gleichzeitig die volle native Auflösung auf dem integrierten Display (MacBook Pro und iMac) sowie ein externes Display mit einer Auflösung von bis zu 6K bei 60 Hz.

Zwei externe Displays mit dem M3 Pro

Der M3 Pro geht extern auf bis zu zwei Displays mit bis zu 6K-Auflösung bei 60 Hz über Thunderbolt oder alternativ ein externes Display mit bis zu 6K-Auflösung bei 60 Hz über Thunderbolt und zusätzlich ein externes Display mit bis zu 4K-Auflösung bei 144 Hz über HDMI. Alternativ gibt es Unterstützung für ein externes Display mit 8K-Auflösung bei 60 Hz oder ein externes Display mit 4K-Auflösung bei 240 Hz über HDMI.

Vier externe Displays mit dem M3 Max

Im M3 Max sind bis zu vier externe Displays möglich: bis zu drei externe Displays mit 6K-Auflösung bei 60 Hz über Thunderbolt und ein externes Display mit bis zu 4K-Auflösung bei 144 Hz über HDMI. Auch möglich sind bis zu drei externe Displays, davon zwei externe Displays mit 6K-Auflösung bei 60 Hz über Thunderbolt und ein externes Display mit bis zu 8K-Auflösung bei 60 Hz oder ein externes Display mit 4K-Auflösung bei 240 Hz über HDMI.

Neue MacBook Pro und iMac mit M3

Erste Endgeräte, die auf die neue M3-SoC-Serie setzen, sind die neuen MacBook Pro mit 14 Zoll und MacBook Pro mit 16 Zoll sowie der aktualisierte iMac mit 24 Zoll.