Die beeindruckende Leistung beim Umstieg auf hauseigene Prozessoren in Macs ist nicht der deutliche Sprung in der Rechenleistung, sondern die gleichzeitige Reduktion des Energieverbrauchs. Dies birgt mehrere Vorteile: Akkus halten länger, Lüfter drehen leiser und seltener – und die Stromrechnung fällt ebenfalls niedriger aus. Wie genau dies Apple hinbekommt, ist verständlicherweise Betriebsgeheimnis. Auch der stillschweigend eingeführte Stromsparmodus wird in einem Support-Dokument nur in großen Zügen erklärt. Howard Oakley, ehemaliger Apple-Entwickler und jetzt eifriger Blogger, will es genauer wissen. Seine Messreihen zu Leistung, Frequenz und Energieverbrauch in neuen Macs offenbaren die Veränderungen im Verhalten eines Pro-Chips, sobald er im Stromsparmodus läuft.


Für seinen Zweck beobachtete Oakley Rechengeschwindigkeit, Taktfrequenz sowie Energiebedarf der Leistungskerne. Dafür gab er ihnen spezifische Aufgaben: Gleitkommaberechnungen sollten die generelle Leistungsfähigkeit der CPU fordern, Vektorkalkulationen stellen den NEON-Koprozessor auf die Probe. Dieselbe Aufgabe schickte er in einem, zwei, bis zu 14 Threads an M3- und M4-Pro-Chips, um zu beobachten, wie sie sich verhalten. Diese Werte verglich er mit denselben Messreihen, die er im Automatik-Modus durchgeführt hatte.

M4 Pro noch raffinierter als M3 Pro
Als Fazit seiner Messungen hält Oakley fest, dass der Energiesparmodus sowohl im M3 Pro eines MacBook Pro als auch im M4 Pro des Mac mini die Frequenz der Leistungskerne (P-Kerne) reduziert. Die Effizienzkerne behalten die Taktraten bei. Im M4 Pro scheint es zusätzlich zur Begrenzung der Maximalfrequenz einen zweiten Mechanismus zu geben, der die gesamte Leistungsaufnahme der P-Kerne auf circa 14 Watt deckelt. Die Auswirkungen waren im Energieverbrauch zu sehen: Ein einzelner NEON-Thread verbrauchte im M3 Pro 3,6 anstatt 6,7 Kilo-Joule (KJ), ein voll ausgelasteter P-Kern-Cluster zog 20 KJ anstatt 32 KJ im Automatikmodus. Das entspricht einer Reduktion von 46 beziehungsweise 37 Prozent – allein in den P-Kernen. Dazu kommt eine Verringerung der Energieaufnahme der GPU-Kerne auf etwa ein Drittel.

Stromsparmodus schaltbar via Terminal
Während Apples Fortschritt im Prozessordesign erstaunlich ist, scheinen Dokumentation sowie Implementation kaum hinterherzukommen: Das Support-Dokument zum Stromsparmodus behauptet, dass dieser bei Mac mini und MacBook Pro auch in M4-Basisversionen bereitstünde. Anwender berichten jedoch, dass eine entsprechende Option in ihren Systemeinstellungen fehle; nur Pro- und Max-Modelle zeigen diese an. Noch fehlt zudem eine Möglichkeit, den Stromsparmodus mittels Kurzbefehl oder Fokus-Modus einzustellen. In den Kommentaren unter Oakleys Beitrag findet sich allerdings ein interessanter Tipp: Über die Kommandozeile lässt sich der Energiesparmodus durchaus aktivieren. Zwar zeigen die Systemeinstellungen die Änderungen nicht an, doch das Terminal bestätigt die Änderung. Notwendig ist dafür eine Instruktion, welche sich problemlos mit der Aktion "Shell-Skript ausführen" in einen Kurzbefehl integrieren lässt: