Als Apple mit der Entwicklung eigener Prozessoren begann, war Effizienz das Maß aller Dinge: iPhones und iPads sollten schnell reagieren, ohne gleichzeitig den Akku leerzusaugen. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, wurden die einzelnen Recheneinheiten in zwei Kategorien unterteilt: Schnelle Performance- und energiesparende Efficiency-Kerne.


Was bei Mobilgeräten ein Vorteil ist, verliert bei Desktop-Macs an Bedeutung. Kommt der Strom aus der Steckdose, wünschen sich Anwender einen größeren Fokus auf Leistung. Der Programmierer Howard Oakley hat nun in einem Blog-Beitrag das Resultat seines detaillierten Vergleichs zwischen Leistungs(P)- und Effizienz(E)-Kernen veröffentlicht. Seine Schlussfolgerung: die Effizienz-Kerne des M3 Pro passen sich flexibler an die Anforderungen an.

Aufgaben direkt an die Kerne geschickt
Für einen qualifizierten Vergleich hat Oakley acht unterschiedliche CPU-Rechenoperationen laufen lassen. Dabei verglich er den M1 Pro (sechs bis acht P-Kerne, zwei E-Kerne) mit dem M3 Pro (fünf bis sechs P-Kerne, sechs E-Kerne). Bei sämtlichen Tests auf den P-Kernen war der M3 deutlich schneller, 15 bis 50 Prozent Geschwindigkeitszuwachs war zu beobachten. Bei den E-Kernen bot sich ein anderes Bild: Teilweise wurden die Aufgaben im M3-Mac vergleichbar schnell ausgeführt wie auf den Leistungskernen des M1, also deutlich schneller. Wies er dem Test jedoch eine niedrigere Priorität zu, brauchte der M3 sogar länger fürs Rechnen als der M1.

Zusatzfaktor Quality of Service
In diesem Fall entscheidet nämlich nicht, welches Chipsegment die Aufgabe zugewiesen bekommt, sondern hauptsächlich die Wichtigkeit, die der Entwickler ihr zuschreibt. Apple verwendet hierfür sogenannte QoS-Klassen. Vier Stufen sieht dieses System vor: Die beiden schnellsten kümmern sich um das, was der Anwender sieht oder auslöst. Gemäß Apples Empfehlungen sollen 90 Prozent der nicht-interaktiven Funktionen auf den beiden niedrigen Stufen "Utility" oder "Background" laufen. Welche Berechnungen von welcher Prozessoreinheit ausgeführt wird, entscheidet Grand Central Dispatch. Wenn viel zu tun ist und das Temperaturmanagement es erlaubt, kann eine Aufgabe mit hoher Priorität auch mal einem Effizienz-Kern zugewiesen werden.


Flexibilität führt zu schnellen Ergebnissen – bei Bedarf
Oakley beobachtete, dass die E-Kerne des M3 ein größeres Spektrum an Taktfrequenzen abdeckt: Wenn es nicht auf Geschwindigkeit ankommt, takten sie auf 744 MHz herunter. Bei hoher Priorität können sie auf 2748 MHz hochschalten. Der Frequenzbereich der M1-Effizienzkerne ist mit 972 bis 2048 MHz deutlich eingeschränkter. Dadurch tragen die E-Kerne des M3 Pro zu einer deutlichen theoretischen Leistungssteigerung im Vergleich zum M1 bei – und können trotzdem Routineaufgaben besonders stromsparend abarbeiten.

Nicht im Bild: M2 Pro
Einen direkten Vergleich zwischen M1, M2 und M3 liefert Oakley nicht. Mit diesen Tests adressiert er vor allen Dingen den Vorwurf, dass der M2 Pro mit sechs bis acht P-Kernen und vier E-Kernen auf dem Papier besser aufgestellt sei als sein Nachfolger. In früheren Messungen konnte er bereits eine verbesserte Threads-Zuweisung feststellen.