Apple Silicon

Die hauseigenen Chips von Apple

Unter «Apple Silicon» werden alle von Apple selbst entwickelten Chips bezeichnet – genauer alle «System on a Chip», kurz «SoC», und «System in a Package», kurz «SiP», die Apple seit Mitte der Nuller-Jahre entwickelt hat. Die Chips bilden heute das Herz aller Apple-Produkte. Mit Ausnahme der ersten Apple-TV-Generation und den Mac-Computern vor 2020 hat Apple in alle eigenen Geräte «Apple Silicons» verbaut: Von allen iPhone, über alle iPad und Apple Watch, Apple TV, die neueren Mac-Computer, bis hin zu Zubehör wie AirPods, HomePod und AirTag.

Inhaltsverzeichnis

  1. «Mr. Apple Silicon»: Johny Srouji

  2. Erste «Apple Silicons»

  3. «A»-Chips

  4. «S»-Chips

  5. «T»-Chips

  6. «W»-Chips

  7. «H»-Chips

  8. «U»-Chips

  9. «M»-Chips

Ein Grossteil der «Apple Silicons» basieren auf der ARM-Architektur («Advanced RISC Machines», früher «Acorn RISC Machine»).

Apple unterscheidet zwischen aktuell sieben Chip-Familien – chronologisch nach deren ersten Erscheinen geordnet hören sie auf die Namen «A» (iPhone, iPod touch, iPad, Apple TV), «S» (Apple Watch), «T» (Mac-Sicherheits-Chip), «W» (AirPods, Apple Watch), «H» (AirPods), «U» (iPhone, Apple Watch, HomePod, AirTags) und «M» (Mac; früher ein Koprozessor). Siehe detaillierte Auflistung unten.

Der Mac-Hersteller kündigte im Sommer 2020 einen Prozessor-Wechsel für die Mac-Plattform an. Innerhalb von zwei Jahren soll die Plattform weg von Intel hin zu Apple-eigenen Chips geführt werden. Ab diesem Zeitpunkt begann Apple selbst die Bezeichnung «Apple Silicon» prominent in der öffentlichen Kommunikation des Unternehmens zu verwenden.

Apple entwickelt die eigenen Chips komplett in-house und kontrolliert auch deren Integration in die restliche Hardware und Software des Unternehmens vollständig. Produziert werden die Chips im Anschluss von Auftragsfertigern – die «grossen» Chips früher meist von Samsung, in den letzten Jahren vornehmlich von TSMC.

«Mr. Apple Silicon»: Johny Srouji

Der israelische Ingenieur Johny Srouji ist Apples Hardware-Technologie-Chef. Er ist seit 2008 beim Mac-Hersteller und besetzt mit seiner Rolle die zweithöchste Manager-Stufe bei Apple – «Senior Vice President» – und berichtet damit direkt an CEO Tim Cook.

Als Srouji 2008 zu Apple stiess, übernahm er die Entwicklung des «A4», des ersten komplett von Apple entwickelten «System on a Chip» (SoC). Bei Apple baute er ein hervorragendes Team an Silicon- und Technologie-Ingenieuren auf. Srouji übersieht das Design der Apple Silicons und ist in seiner Rolle nicht nur Chef für die Silicon-Teams von Apple, sondern auch für alle Teams rund um Batterien, Controller, Sensoren und andere Chipsets über das ganze Produktsortiment des Unternehmens hinweg.

Erste «Apple Silicons»

Der erste komplett von Apple entwickelte SoC ist der 2010 im ersten «iPad» und danach auch im «iPhone 4» erschienene «A4». Doch auch schon die drei vorangehenden iPhone-Generationen hatten von Apple mit-entwickelte SoC verbaut – ebenso die parallel zu den iPhone eingeführten «iPod touch»-Modelle.

Im ersten iPhone (Juni 2007), im ersten iPod touch (September 2007) und auch im iPhone 3G (Juni 2008) steckt der «APL0098», ein 412 MHz getakteter Single-Core-CPU, basierend auf ARM11, mit einer «PowerVR MBX Lite»-GPU. Das im 90-nm-Prozess hergestellte «Package-on-Package»-SoC (PoP-SoC) wurde von Samsung gefertigt.

Die im September 2008 eingeführte zweite iPod-touch-Generation verfügte über einen «APL0278». Die CPU dieses PoP-SoC war mit 533 MHz getaktet. Von Samsung gefertigt wurde er im 65-nm-Prozess.

Die gleiche Baugrösse (und Produzent) hatte der mit dem iPhone 3GS (Juni 2009) eingeführte «APL0298». Dieser Chip verfügte über einen 600 MHz schnellen Single-Core CPU des Typs «Cortex-A8» und eine «PowerVR SGX535»-GPU.

Mit der dritten iPod-touch-Generation wurde im September 2009 noch eine auf 45-nm geschrumpfte Die des iPhone-3GS-SoC eingeführt – der «APL2298».

«A»-Chips

Für was das «A» genau steht, hat Apple unseres Wissens nach nie offiziell kommuniziert – es darf aber davon ausgegangen werden, dass es schlicht für «Apple» steht.

Die «A»-Chips von Apple sind eine Familie von SoC, die in allen iPhone- und iPod-touch-Modellen ab 2010, den meisten iPad-Modellen sowie ab der zweiten Generation in allen «Apple TV»-Settop-Boxen verbaut werden.

Name
(Veröffentlichung)
Technische Details Geräte
A4
(3. April 2010)
Baugrösse: 45 nm
CPU: 0.8-1.0 GHz Single-Core
GPU: PowerVR SGX535
• iPad
• iPhone 4
• iPod touch (4G)
• Apple TV (2G)
A5
(11. März 2011)
Baugrösse: 45 nm
CPU: 0.8-1 GHz Dual-Core
GPU: PowerVR SGX543MP2 (Dual-Core)
• iPad 2
• iPhone 4S
A5
(7. März 2012)
Baugrösse: 32 nm
CPU: 0.8-1 GHz Dual-Core
GPU: PowerVR SGX543MP2 (Dual-Core)
• Apple TV (3G)
• iPad 2
• iPad mini
• iPod touch (5G)
A5
(28. Januar 2013)
Baugrösse: 32 nm
CPU: 1.0 GHz Single-Core
GPU: PowerVR SGX543MP2 (Dual-Core)
• Apple TV (3G; Rev. A)
A5X
(16. März 2012)
Baugrösse: 45 nm
CPU: 1.0 GHz Dual-Core
GPU: PowerVR SGX543MP4 (Quad-Core)
• iPad (3G)
A6
(21. September 2012)
Baugrösse: 32 nm
CPU: 1.3 GHz Dual-Core
GPU: PowerVR SGX543MP3 (Triple-Core)
• iPhone 5
• iPhone 5C
A6X
(2. November 2012)
Baugrösse: 32 nm
CPU: 1.4 GHz Dual-Core
GPU: PowerVR SGX543MP4 (Quad-Core)
• iPad (4G)
A7
(20. September 2013)
Baugrösse: 28 nm
CPU: 1.3 GHz Dual-Core
GPU: PowerVR G6430 (Quad-Core)
• iPhone 5S
• iPad mini 2
• iPad mini 3
A7
(1. November 2013)
Baugrösse: 28 nm
CPU: 1.4 GHz Dual-Core
GPU: PowerVR G6430 (Quad-Core)
• iPad Air
A8
(19. September 2014)
Baugrösse: 20 nm
CPU: 1.1-1.5 GHz Dual-Core
GPU: Custom PowerVR GXA6450 (Quad-Core)
• Apple TV HD (3G)
• HomePod
• iPad mini 4
• iPhone 6
• iPhone 6 Plus
• iPod touch (6G)
A8X
(22. Oktober 2014)
Baugrösse: 20 nm
CPU: 1.5 GHz Triple-Core
GPU: Custom PowerVR GXA6850 (8-Core)
• iPad Air 2
A9
(25. September 2014)
Baugrösse: 14/16 nm
CPU: 1.85 GHz Dual-Core
GPU: Custom PowerVR GT7600 (6-Core)
• iPad (5G)
• iPhone 6S
• iPhone 6S Plus
• iPhone SE
A9X
(11. November 2015)
Baugrösse: 16 nm
CPU: 2.16-2.26 GHz Dual-Core
GPU: Custom PowerVR GTA7850 (12-Core)
• iPad Pro
A10 Fusion
(16. September 2016)
Baugrösse: 16 nm
CPU: 2 × 2.34 GHz und 2 × 1.1 GHz (= Quad-Core)
GPU: Custom PowerVR GT7600 Plus (6-Core)
• iPad (6G)
• iPad (7G)
• iPhone 7
• iPhone 7 Plus
• iPod touch (7G)
A10X Fusion
(13. Juni 2017)
Baugrösse: 10 nm
CPU: 3 × 2.36 GHz und 3 × 1.3 GHz (= 6-Core)
GPU: Custom PowerVR GT7600 Plus (12-Core)
• iPad Pro (2G)
• Apple TV 4K (4G)
A11 Bionic
(22. September 2017)
Baugrösse: 10 nm
CPU: 2 × 2.39 GHz und 4 × 1.19 GHz (= 6-Core)
GPU: Triple-Core
• iPhone 8
• iPhone 8 Plus
• iPhone X
A12 Bionic
(21. September 2018)
Baugrösse: 7 nm
CPU: 2 × 2.49 GHz und 4 × 1.59 GHz (= 6-Core)
GPU: Quad-Core
• iPhone XS
• iPhone XS Max
• iPhone XR
• iPad (8G)
• iPad Air (3G)
• iPad mini (5G)
• Apple TV 4K (2G; 2021)
A12X Bionic
(7. November 2018)
Baugrösse: 7 nm
CPU: 4 × 2.49 GHz und 4 × 1.59 GHz (= 8-Core)
GPU: 7-Core
• iPad Pro (3G)
A12Z Bionic
(25. März 2020)
Baugrösse: 7 nm
CPU: 4 × 2.49 GHz und 4 × 1.59 GHz (= 8-Core)
GPU: 8-Core
• iPad Pro (4G)
• Developer Transition Kit Mac mini (2020)
A13 Bionic
(20. September 2019)
Baugrösse: 7 nm
CPU: 2 × 2.65 GHz und 4 × 1.8 GHz (= 6-Core)
GPU: Quad-Core
• iPhone 11
• iPhone 11 Pro
• iPhone 11 Pro Max
• iPhone SE (2G)
• iPad (9G)
• Studio Display
A14 Bionic
(23. Oktober 2020)
Baugrösse: 5 nm
CPU: 2 × 3.0 GHz und 4 × 1.8 GHz (= 6-Core)
GPU: Quad-Core
• iPhone 12
• iPhone 12 mini
• iPhone 12 Pro
• iPhone 12 Pro Max
• iPad Air (4G)
A15 Bionic
(24. September 2021)
Baugrösse: 5 nm
CPU: 2 × 2.93 GHz / 2 × 3.23 GHz und 4 × 2.0 GHz (= 6-Core)
GPU: Quad-Core / 5-Core
• iPhone 13
• iPhone 13 mini
• iPhone 13 Pro
• iPhone 13 Pro Max
• iPad mini (6G)
• iPhone SE (3G; 2022)
• iPhone 14
• iPhone 14 Plus
A16 Bionic
(7. September 2022)
Baugrösse: 4 nm
CPU: 6-Core
GPU: 5-Core
• iPhone 14 Pro
• iPhone 14 Pro Max

«S»-Chips

Das «S» im Namen dieser Apple Silicons könnte auf «System» hinweisen.

Die «S»-Chips von Apple sind keine System-on-a-Chip (SoC), sondern «System-in-Package» (SiP). Ein SiP ist im Grunde genommen ein kompletter Computer in einem einzigen Package. In einem SiP sind auch Arbeitsspeicher, Funk-Module, Sensoren und Speicherplatz integriert, die bei einem SoC meist von ausserhalb angeschlossen sind.

Die «S»-SiP von Apple bilden seit der ersten Apple-Watch-Generation 2015 das Herz der Apple-Uhren.

Name
(Veröffentlichung)
Technische Details Geräte
S1
(9. September 2014)
Baugrösse: 28 nm
CPU: Single-Core
• Apple Watch (Series 0)
S1P
(7. September 2016)
CPU: Dual-Core • Apple Watch Series 1
S2
(7. September 2016)
Baugrösse: 16 nm
CPU: Dual-Core
• Apple Watch Series 2
S3
(12. September 2017)
CPU: Dual-Core • Apple Watch Series 3
S4
(12. September 2018)
Baugrösse: 7 nm
CPU: Dual-Core
• Apple Watch Series 4
S5
(10. September 2019)
Baugrösse: 7 nm
CPU: Dual-Core
• Apple Watch Series 5
• Apple Watch SE
• HomePod mini
S6
(15. September 2020)
Baugrösse: 7 nm
CPU: Dual-Core
• Apple Watch Series 6
S7
(14. September 2021)
Baugrösse: 7 nm
CPU: Dual-Core
• Apple Watch Series 7
S8
(7. September 2022)
Baugrösse: k.A.
CPU: k.A.
• Apple Watch Series 8
• Apple Watch SE (2. Generation)
• Apple Watch Ultra

«T»-Chips

Das «T» in der Bezeichnung dieser Chips könnte sich auf die «Touch Bar» beziehen, deren Betrieb einer der Aufgaben ist, für die diese Chip-Familie ursprünglich entwickelt wurde.

Die «T»-Chips sind in erster Linie aber ein Sicherheits-Chip. Sie bieten für die meisten ab 2016 veröffentlichten Intel-basierten Mac-Modelle eine «Secure Enclave». Diese übernimmt die Verarbeitung und Verschlüsselung biometrischen Informationen des Touch-ID-Sensors, sowie die hardware-gesicherte Steuerung der FaceTime-Kamera und des Mikrofons und die On-the-Fly Ent- und Verschlüsselung des Mac-Speicherplatzes. Für all diese Aufgaben läuft auf dem Chip Apples «bridgeOS» – eine stark veränderte Version des Apple-Watch-Betriebssystems «watchOS».

Name
(Veröffentlichung)
Geräte
T1
(12. November 2016)
• MacBook Pro 13-Zoll (2016)
• MacBook Pro 15-Zoll (2016)
• MacBook Pro 13-Zoll (2017)
• MacBook Pro 15-Zoll (2017)
T2
(12. November 2016)
• iMac Pro (2017)
• Mac mini (2018)
• MacBook Air (2018)
• MacBook Pro 13-Zoll (2018)
• MacBook Pro 15-Zoll (2018)
• Mac Pro (2019)
• MacBook Air (2019)
• MacBook Pro 13-Zoll (2019)
• MacBook Pro 15-Zoll (2019)
• MacBook Pro 16-Zoll (2019)
• MacBook Air (Anfang 2020)
• MacBook Pro 13-Zoll (Anfang 2020)
• iMac 27-Zoll (Mitte 2020)

«W»-Chips

Das «W» steht für «Wireless».

Die «W»-SoC von Apple kümmern sich um Bluetooth- und Wi-Fi-Verbindungen. Der erste W-Chip wurde 2016 in den ersten AirPods und in ausgewählten Beats-Kopfhörer, die fortfolgenden W-Chips in den meisten Apple-Watch-Modellen verbaut.

Name
(Veröffentlichung)
Geräte
W1
(13. Dezember 2016)
• AirPods
• Div. Beats-Kopfhörer
W2
(22. September 2017)
• Apple Watch Series 3
W3
(21. September 2018)
• Apple Watch Series 4
• Apple Watch Series 5
• Apple Watch SE
• Apple Watch Series 6
• Apple Watch Series 7

«H»-Chips

Das «H» steht für «Headphones».

Quasi der Nachfolger des ersten «W»-Chips für Apples Kopfhörer. Während sich Apple mit den weiteren «W»-Chips auf die Funk-Technologien der Apple Watch konzentrierte, sind seit 2019 die «H»-SoC auf die Anforderungen für Kopfhörer ausgelegt und finden sich entsprechend in allen neueren AirPods- und Beats-Kopfhörer-Modellen.

Name
(Veröffentlichung)
Geräte
H1
(20. März 2019)
• AirPods (2G)
• AirPods Pro
• AirPods Max
• AirPods (3G)
• Div. Beats-Kopfhörer
H2
(7. September 2022)
• AirPods Pro (2. Generation)

«U»-Chips

Das «U» in Namen dieser Chips weist auf die damit angebotene Technologie hin: Ultra-Wideband Funk.

Die «U»-Chips sind eine Familie an «System-in-a-Package» (SiP), die Ultra-Wideband-Funktechnologie bieten. Apple verbaut U-Chips seit 2019 in neuere iPhone-Modelle (ab «iPhone 11»), in die Apple Watch (ab «Series 6»), in den AirTags und im HomePod mini. Die Technologie verleiht den damit ausgestatteten Geräten eine Art «räumliches Bewusstsein» gegenüber anderen mit UWB-Chips ausgestatteten Geräten.

Name
(Veröffentlichung)
Geräte
U1
(20. September 2019)
• iPhone 11
• iPhone 11 Pro
• iPhone 11 Pro Max
• HomePod mini
• AirTag
• iPhone 12
• iPhone 12 mini
• iPhone 12 Pro
• iPhone 12 Pro Max
• Apple Watch Series 6
• iPhone 13
• iPhone 13 mini
• iPhone 13 Pro
• iPhone 13 Pro Max
• Apple Watch Series 7

«M»-Chips

Ursprünglich nutzte Apple die «M»-Bezeichnung für die Bewegungs-Ko-Prozessoren («Motion Co-Processors»), die zwischen 2013 und 2020 in verschiedenen iPhone- und iPad-Modellen zum Einsatz kamen («M7» bis «M11»). Diese Koprozessoren verarbeiteten alle Informationen, die von den verschiedenen Sensoren der Geräte geliefert werden und entlasteten damit den dafür viel zu leistungsfähigen Hauptprozessor. Zu den verarbeiteten Daten gehören jene des Kompass, des 6-Achsen Gyroscope oder des Beschleunigungsmessers.

Seit 2020 steht das «M» (höchstwahrscheinlich) für «Mac», denn die neuen «M»-Chips sind Apples erste komplett eigenes für den Mac entwickelte Prozessoren. Seit 2021 werden sie auch im «iPad Pro» verbaut.

Name
(Veröffentlichung)
Technische Details Geräte
M1
(17. November 2020)
Baugrösse: 5 nm
CPU: 4 × 3.2 GHz und 4 × 2.0 GHz (= 8-Core)
GPU: 7-Core / 8-Core
• MacBook Air (Ende 2020)
• MacBook Pro (Ende 2020)
• Mac mini (Ende 2020)
• iMac (2021)
• iPad Pro (5G; 2021)
• iPad Air (5G; 2022)
M1 Pro
(26. Oktober 2021)
Baugrösse: 5 nm
CPU: 6 × 3.2 GHz / 8 × 3.2 GHz und 2 × 2.0 GHz (= 8-Core / 10-Core)
GPU: 14-Core / 16-Core
• MacBook Pro 14-Zoll (2021)
• MacBook Pro 16-Zoll (2021)
M1 Max
(26. Oktober 2021)
Baugrösse: 5 nm
CPU: 8 × 3.2 GHz und 2 × 2.0 GHz (= 10-Core)
GPU: 24-Core / 32-Core
• MacBook Pro 14-Zoll (2021)
• MacBook Pro 16-Zoll (2021)
• Mac Studio (2022)
M1 Ultra
(8. März 2022)
Baugrösse: 5 nm
CPU: 16 × 3.2 GHz und 4 × 2.0 GHz (= 20-Core)
GPU: 48-Core / 64-Core
• Mac Studio (2022)
M2
(6. Juni 2022)
Baugrösse: 5 nm (2nd Gen)
CPU: 8-Core
GPU: 8-Core / 10-Core
• MacBook Air (2022)
• MacBook Pro 13-Zoll (2022)

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