Vratislav Holub Der Kern der Apple-Telefone ist ihr Chipsatz. Dabei setzt Apple auf eigene Chips der A-Series-Familie, die es selbst entwirft und deren Produktion dann an TSMC (einen der weltweit größten Halbleiterhersteller mit modernsten Technologien) übergibt. Dadurch ist es in der Lage, eine hervorragende Integration zwischen Hardware und Software zu gewährleisten und in seinen Telefonen eine deutlich höhere Leistung als bei Konkurrenztelefonen zu verbergen. Die Welt der Chips hat im letzten Jahrzehnt eine langsame und unglaubliche Entwicklung durchgemacht und sich buchstäblich in jeder Hinsicht verbessert.
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Amaya Toman Im Zusammenhang mit Chipsätzen wird häufig der in Nanometern angegebene Herstellungsprozess erwähnt. Dabei gilt: Je kleiner der Herstellungsprozess, desto besser ist es für den Chip selbst. Die Zahl in Nanometern gibt konkret den Abstand zwischen zwei Elektroden – Source und Gate – an, zwischen denen sich auch ein Gate befindet, das den Elektronenfluss steuert. Vereinfacht lässt sich sagen: Je kleiner der Produktionsprozess, desto mehr Elektroden (Transistoren) können für den Chipsatz verwendet werden, was dann deren Leistung steigert und den Energieverbrauch senkt. Und gerade in diesem Segment geschehen in den letzten Jahren Wunder, die uns eine immer stärkere Miniaturisierung ermöglichen. Auch auf den iPhones selbst ist es perfekt zu erkennen. Im Laufe ihres Bestehens erlebten sie mehrfach eine schrittweise Reduzierung des Produktionsprozesses ihrer Chips, was im Gegenteil zu einer Verbesserung der Leistung führte.
Kleinerer Herstellungsprozess = besserer Chipsatz
Beispielsweise war ein solches iPhone 4 mit einem Chip ausgestattet apple-A4 (2010). Es handelte sich um einen 32-Bit-Chipsatz mit einem 45-nm-Herstellungsprozess, dessen Produktion vom südkoreanischen Samsung sichergestellt wurde. Das folgende Modell A5 setzte bei der CPU weiterhin auf das 45-nm-Verfahren, war bei der GPU jedoch bereits auf 32 nm umgestiegen. Mit der Einführung des Chips kam es dann zu einem vollständigen Übergang apple-A6 im Jahr 2012, das das ursprüngliche iPhone 5 antrieb. Als diese Änderung kam, bot das iPhone 5 eine 30 % schnellere CPU. Allerdings kam die Entwicklung von Chips damals gerade erst in Schwung. Eine relativ grundlegende Änderung kam dann 2013 mit dem iPhone 5S bzw. dem Chip apple-A7. Es war der erste 64-Bit-Chipsatz für Telefone, der auf dem 28-nm-Produktionsprozess basierte. In nur drei Jahren gelang es Apple, ihn um fast die Hälfte zu reduzieren. Was die CPU- und GPU-Leistung angeht, hat es sich jedenfalls fast verdoppelt.
iPhone 5S
Im darauffolgenden Jahr (2014) bewarb er sich um das iPhone 6 und 6 Plus, das er besuchte apple-A8. Dies war übrigens der allererste Chipsatz, dessen Produktion vom bereits erwähnten taiwanesischen Riesen TSMC beschafft wurde. Dieses Stück wurde im 20-nm-Herstellungsprozess hergestellt und bot eine 25 % leistungsstärkere CPU und 50 % leistungsstärkere GPU. Für die verbesserten Sechser, das iPhone 6S und 6S Plus, setzte der Cupertino-Riese auf einen Chip apple-A9, was auf seine Art sehr interessant ist. Die Produktion wurde sowohl von TSMC als auch von Samsung sichergestellt, allerdings mit einem grundlegenden Unterschied im Produktionsprozess. Obwohl beide Unternehmen den gleichen Chip herstellten, kam ein Unternehmen mit einem 16-nm-Prozess (TSMC) und das andere mit einem 14-nm-Prozess (Samsung) heraus. Dennoch traten keine Leistungsunterschiede auf. Unter Apple-Nutzern gab es lediglich Gerüchte, dass sich iPhones mit Samsung-Chip bei höherer Belastung schneller entladen, was zum Teil auch stimmte. Jedenfalls erwähnte Apple nach den Tests, dass dies ein Unterschied im Bereich von 2 bis 3 Prozent sei und daher keine wirklichen Auswirkungen habe.
Chipproduktion für iPhone 7 und 7 Plus, Apple A10 Fusionwurde im darauffolgenden Jahr in die Hände von TSMC gelegt, das seitdem der alleinige Produzent bleibt. Das Modell hat sich hinsichtlich des Produktionsprozesses praktisch nicht verändert, da es immer noch 16 nm war. Trotzdem gelang es Apple, seine Leistung bei der CPU um 40 % und bei der GPU um 50 % zu steigern. Er war etwas interessanter Apfel A11 Bionic in den iPhones 8, 8 Plus und X. Letzteres verfügte über einen 10-nm-Produktionsprozess und erlebte damit eine relativ grundlegende Verbesserung. Dies war vor allem auf die höhere Anzahl an Kernen zurückzuführen. Während der A10 Fusion-Chip insgesamt 4 CPU-Kerne bot (2 leistungsstarke und 2 sparsame), verfügt der A11 Bionic über 6 davon (2 leistungsstarke und 4 sparsame). Die leistungsstarken Modelle erhielten eine Beschleunigung von 25 %, die sparsamen Modelle sogar von 70 %.
Mit dem Chip machte der Cupertino-Riese 2018 weltweit auf sich aufmerksam Apfel A12 Bionic, der der erste Chipsatz überhaupt mit einem 7-nm-Herstellungsprozess war. Das Modell treibt speziell das iPhone XS, XS Max, XR sowie das iPad Air 3, iPad mini 5 oder iPad 8 an. Seine beiden leistungsstarken Kerne sind im Vergleich zum A11 Bionic 15 % schneller und 50 % sparsamer, während die vier Sparsame Kerne verbrauchen 50 % weniger Strom als der Vorgängerchip. Der Apple-Chip wurde dann im gleichen Produktionsprozess gebaut A13 Bionic Gedacht für iPhone 11, 11 Pro, 11 Pro Max, SE 2 und iPad 9. Seine leistungsstarken Kerne waren 20 % schneller und 30 % sparsamer, während der sparsame Kern 20 % Beschleunigung und 40 % mehr Wirtschaftlichkeit erhielt. Anschließend eröffnete er die aktuelle Ära Apfel A14 Bionic. Es erschien zunächst im iPad Air 4 und erschien einen Monat später in der iPhone 12-Generation. Gleichzeitig war es das allererste kommerziell verkaufte Gerät, das einen Chipsatz auf Basis des 5-nm-Produktionsprozesses anbot. Bei der CPU verbesserte es sich um 40 % und bei der GPU um 30 %. Aktuell wird uns das iPhone 13 mit Chip angeboten Apfel A15 Bionic, das wiederum auf dem 5-nm-Produktionsprozess basiert. Auf dem gleichen Verfahren basieren unter anderem Chips der M-Series-Familie. Apple stellt sie mit Apple Silicon in Macs bereit.
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Was die Zukunft bringen wird
Im Herbst soll Apple uns mit dem iPhone 14 eine neue Generation von Apple-Handys vorstellen. Aktuellen Leaks und Spekulationen zufolge werden die Modelle Pro und Pro Max mit einem völlig neuen Apple A16-Chip ausgestattet sein, der theoretisch in 4 nm gefertigt werden könnte Verfahren. Zumindest wird darüber unter Apfelbauern schon lange gesprochen, doch die neuesten Leaks widerlegen diese Änderung. Anscheinend werden wir von TSMC „nur“ einen verbesserten 5-nm-Prozess sehen, der für 10 % bessere Leistung und Stromverbrauch sorgen wird. Der Wechsel soll daher erst im darauffolgenden Jahr erfolgen. In dieser Richtung ist auch die Verwendung eines völlig revolutionären 3-nm-Prozesses im Gespräch, an dem TSMC direkt mit Apple zusammenarbeitet. Allerdings hat die Leistung mobiler Chipsätze in den letzten Jahren ein buchstäblich unvorstellbares Niveau erreicht, sodass kleinere Fortschritte buchstäblich vernachlässigbar sind.
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