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Apple belegt beinahe vollständig TSMCs 5-nm-Fertigung

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apple-a14Im Rahmen der neuen iPads präsentierte Apple kürzlich die ersten Details zur nächsten SoC-Generation A14. Allerdings konnte man durchaus den Eindruck gewinnen, dass Apple hier noch nicht alles gezeigt und erwähnt hat, was sich mit der A14-Generation so alles ändert. Eine Theorie ist, dass Apple die großen Leistungssprünge in den iPhones und iPads etwas zurückgestellt hat.

Apple lässt seinen 11,8 Milliarden Transistoren schweren SoC bei TSMC in 5 nm fertigen. Damit handelt es sich beim A14 um das erste Großserienprodukt, das in 5 nm vom Band läuft. Die 5 nm sind bei TSMC offenbar ein herausragender Fertigungsschritt. Kann aktuell eine Transistordichte von etwa 91,2 MTr/mm² in 7 nm erreicht werden (auf diesem Niveau bewegt sich Intel bei 10 nm (siehe 7 vs 14 nm: Intels und TSMCs Transistoren im Größenvergleich)), will TSMC den Faktor 1,84 in der Packdichte für die Fertigung in 5 nm erreicht haben. Damit würde man bei 167,8 MTr/mm² liegen. Bei gleicher Leistungsaufnahme soll die Leistung um 15 % höher ausfallen können oder bei gleicher Leistung wird eine um 30 % reduzierte Leistungsaufnahme möglich.

Wir sprechen hier jedoch von einer auf den mobilen Bereich optimierten Fertigung und an dieser scheint Apple ein besonderes Interesse zu haben. Nich nur die iPads und iPhones aus 2020 werden damit ausgestattet, in abgewandelter Form wird der A14 als Apple Silicon auch in den ersten ARM-Macs zum Einsatz kommen. Apple hat also sicherlich großen Bedarf an den Chips und an entsprechenden Fertigungskapazitäten bei TSMC, welche man bisher unbestätigten Berichten zufolge nahezu vollständig belegt. Konkurrenten dürften zunächst einmal nicht zum Zuge kommen.

Keinerlei Einfluss hat dies auf die Zuteilung der anderen Fertigungskapazitäten. AMD lässt seine Prozessoren beispielsweise in 7 nm fertigen und soll auch 13.000 Wafer zugeteilt bekommen haben, die man vollständig in die Fertigung der SoCs für die PlayStation 5 und Xbox Series X steckt.

Apples A14 für die neuen iPads verwendet 2+4 CPU-Kerne. Vier sind hocheffiziente Kerne und zwei sollen besonders leistungsstark sein. In dieser Konfiguration lag schon der A13 vor. Apple spricht von einer um 40 % höheren CPU-Leistung, wenngleich man hier nicht sagt, ob damit die Single-Threaded- oder Multi-Threaded-Leistung gemeint ist. Ebenfalls möglich wäre, dass Apple sich dabei nur auf die beiden leistungsstarken Kerne bezieht.

Die Grafikeinheit soll gegenüber dem A12-SoC um 30 % steigen, was zugleich bedeutet, dass der Leistungszuwachs gegenüber dem direkten Vorgänger A13 eher mager ausfällt.

Einen größeren Sprung scheint man bei der AI-Leistung machen zu sollen. Die 16 neuronalen Kerne sollen 11 TOPS erreichen, was im Vergleich zu den 5 TOPS des A12 mehr als einer Verdopplung entspricht und deutlich schneller als die 6 TOPS des A13 ist.

Der in 5 nm gefertigte A14 kommt auf 11,8 Milliarden Transistoren. Die Chipgröße ist nicht bekannt und somit kann dieser Wert nur auf die 8,5 Milliarden des A13 referenziert werden.

Insgesamt scheint Apple sich zumindest für die iPad-Variante auf kleinere Leistungsverbesserungen, vor allem aber auf eine höhere Energieeffizienz konzentrieren zu sollen. Konkrete Werte dazu lieferte man nicht. Der A13-Generation wird ein gewissen Hang zu einem hohen Boost-Leistungshunger und einer dahingehenden thermischen Abhängigkeit nachgesagt. Für die A14-Generation in den iPads (und wohl auch den iPhones) zeigt sich Apple hier etwas zurückhaltender.

Vor allem lässt man sich damit etwas Potenzial für die "Apple Silicon"-Chips. In MacBooks und stationären Macs ist ein leicht höherer Verbrauch und auch die Kühlung nicht so problematisch, wie es dies für ein iPad oder iPhone ist. Für die nächste Generation der iPhones wird der A14 wohl nur geringe Änderungen vorzuweisen haben. Gespannter darf man daher darauf sein, was Apple zum Apple Silicon präsentieren wird. Die ersten ARM-Macs sollen noch Ende 2020 erscheinen.