Was wir von Apples Chip A20 erwarten dürfen

Wenn das iPhone 18 Pro und das iPhone Ultra im September dieses Jahres auf den Markt kommen, wird Apple sie mit dem neuesten Chip der A-Serie ausstatten. Wie in den letzten Jahren wird der Prozessor der nächsten Generation voraussichtlich in zwei Varianten unterteilt sein: eine „Pro“-Version mit voller Leistung und ein Standard-Modell für kostengünstigere Produkte. Wie schon bei den letzten Generationen sollen das iPhone 18 Pro und Ultra von einer Pro-Version des Prozessors angetrieben werden.

Was ein A20-Chip genau kann, werden wir wohl erst im Testlabor feststellen können. Doch anhand der Tendenzen der letzten Jahre und Leaks aus der Industrie können wir in etwa vorhersagen, welche Features kommen. Natürlich handelt es sich hierbei lediglich um fundierte Vermutungen – Apple ist bekannt für seine Geheimhaltung, und die Details zu seinen Produkten werden oft erst bei der Veröffentlichung vollständig bekannt gegeben. Manchmal werden Details sogar dann noch unter Verschluss gehalten.

Der erste 2-nm-iPhone-Chip

Der A19 Pro wurde im fortschrittlichen 3-Nanometer-„N3E“-Prozess von TSMC hergestellt und baut auf jahrelanger Weiterentwicklung auf, seit der A17 Pro erstmals 3 nm in Massenmarktgeräte eingeführt hat. TSMC fährt derzeit die Produktion der 2-nm-Prozesstechnologie hoch, und der A20 Pro wird voraussichtlich Apples erstes 2-nm-Produkt sein.

Dieser neue Fertigungsprozess dürfte bei Chips wie denen von Apple eine um etwa 15 Prozent höhere Transistordichte ermöglichen, verbunden mit Verbesserungen sowohl bei der Leistung als auch beim Stromverbrauch; wie viel bessere Leistung oder geringerer Stromverbrauch dadurch erzielt werden, hängt jedoch von den Eigenschaften des Designs ab.

Unter dem Strich verschafft dieser neue Prozess Apple mehr Spielraum für Kerne, mehr Cache und leistungsstärkere Kerndesigns, während die für ein Smartphone erforderlichen strengen Vorgaben hinsichtlich Stromverbrauch und Wärmeentwicklung eingehalten werden.

Ebenso wie das iPhone Air über eine Version des A19 Pro verfügt, bei der ein GPU-Kern weniger aktiviert ist, könnten das gemunkelte iPhone Ultra und jeder Nachfolger des iPhone Air sehr wohl ebenfalls eine etwas eingeschränkte Version des A20-Chips aufweisen.

Bemerkenswert: Apple soll ein neues Chip-Verpackungsverfahren namens „Wafer-Level Multi-Chip Module“ (WMCM) einsetzen. Dabei handelt es sich um eine andere Methode, um Teile mehrerer Silizium-Chips auf schnelle Weise miteinander zu verbinden. Für den A20 dürfte dies bedeuten, dass Apple die RAM-Chips seitlich anordnen kann, anstatt sie auf den Hauptprozessor zu stapeln, ohne dabei an Geschwindigkeit einzubüßen. Dies beansprucht zwar etwas mehr Platz in der Breite auf der Hauptplatine, sollte jedoch zu einer besseren Kühlung des A20-Hauptchips und des Arbeitsspeichers führen.

Apple hat bereits mit M5 Pro und Max experimentiert und eine neue Architektur eingeführt: Die einzelnen Kerne sind nicht nach der Chip-Zugehörigkeit sortiert, sondern nach der Funktion: Die GPU-Kerne befinden sich auf einem Die, die CPU-Kerne auf einem anderen. Gleichzeitig damit hat sich der Durchsatz des gemeinsamen Speichers im Vergleich mit den vorherigen Generationen signifikant erhöht, beim M5 Max sind 614 GB/s möglich, das ist knapp davor, den Rekord des M3 Ultra zu brechen – 819 GB/s. Allerdings konnte der M3 Ultra 512 GB RAM ansprechen, beim M5 Max sind lediglich bis zu 128 GB möglich. Die neuen RAM-Chips sind also mindestens doppelt so schnell als noch vor drei Jahren.

Die CPU-Leistung bleibt unangefochten

Apples Verbesserungen bei der CPU-Leistung sind im Laufe der Zeit bemerkenswert konstant geblieben. Sowohl die Single-Core- als auch die Multi-Core-Leistung zeigen einen regelmäßigen, fast linearen Anstieg von Jahr zu Jahr. Das ist ehrlich gesagt ziemlich beeindruckend, wenn man die Trends im CPU-Design und in der Architektur verfolgt.

Da Apples jährliche Leistungssteigerungen so beständig sind, sind wir ziemlich zuversichtlich, die Leistung des A20 vorhersagen zu können. Es wird wahrscheinlich wieder eine 6-Kern-CPU geben, mit zwei Leistungskernen und vier Effizienz-Kernen. Mit der Einführung des M5 hat Apple seine Leistungskerne in „Super Cores“ umbenannt – ein bedeutungsloser Marketing-Schachzug. Seien Sie nicht überrascht, wenn auch der A20 Pro über „Super Cores“ verfügt.

Foundry

Ein geschätzter Single-Core-CPU-Wert von rund 4.200 würde den A20 Pro in dieselbe Liga wie den M5 (bei einem einzelnen Hochleistungskern) einordnen – und weit über die besten Desktop-Prozessoren von Intel und AMD sowie über jeden Prozessor hinaus, der in einem Android-Smartphone zu finden ist. Was Chips für Smartphones angeht, liegt Apple bei der Single-Core-Leistung so weit vorne, dass es kaum der Erwähnung wert ist.

Foundry

Bei der Multi-Core-Leistung sieht die Sache anders aus. Apples CPU ist keineswegs langsam und wird beim A20 Pro wahrscheinlich die 10.000er-Marke knacken. Doch einige Android-Produkte erreichen dieses Niveau, und natürlich tun dies auch die meisten Prozessoren, die für Laptops und Desktops konzipiert sind. Diese verfügen alle über weit mehr als die sechs Kerne von Apple, sodass die Multi-Core-Leistung naturgemäß davon profitiert.

Das Fazit lautet: In den letzten Jahren gab es in keinem Smartphone einen Prozessor, der eine mit Apple vergleichbare Gesamt-CPU-Leistung lieferte, und der A20 Pro wird diese Leistungskrone sicherlich behalten.

GPU-Leistung für KI und mehr

Die GPU-Leistung ist ein heikles Thema. Die GPU wird natürlich für die Grafikdarstellung genutzt, was eigene Leistungskriterien mit sich bringt, aber sie wird auch für parallele Rechenaufgaben wie die Ausführung von Algorithmen des maschinellen Lernens eingesetzt. Die GPU-Leistung hängt in der Regel stark von der Speicherbandbreite ab, die mit dem Rest des Chips geteilt wird.

Die Leistungssteigerung der GPU bei Apples Chips der A-Serie verlief bislang etwas unregelmäßig. Manchmal ändert sich die GPU-Architektur kaum; sie läuft lediglich mit einer höheren Taktrate, vielleicht mit etwas mehr Cache oder Speicherbandbreite. In anderen Fällen nimmt Apple tiefgreifende Änderungen an der Architektur vor, um die Effizienz zu steigern und neue Funktionen hinzuzufügen.

Wir wissen nicht, was uns in diesem Jahr erwartet, können jedoch davon ausgehen, dass Apple der GPU hohe Priorität einräumt, da ihre Leistung für den Bereich der künstlichen Intelligenz von großer Bedeutung ist.

Foundry

Die Rechenleistung von Apples GPU-Design hat im vergangenen Jahr dank einer neuen Architektur, die speziell auf die Verbesserung dieses Aspekts abzielte, einen großen Sprung nach vorne gemacht. In diesem Jahr wird sie wahrscheinlich nicht wieder so stark ansteigen, doch ein Zuwachs von mehr als 10 Prozent erscheint realistisch.

Was die Leistung beim Rendern von High-End-3D-Grafiken betrifft, wie beispielsweise in Premium-AAA-Spielen, konnten wir im vergangenen Jahr mit der neuen GPU-Architektur im A19 Pro erneut eine deutliche Verbesserung feststellen; in den meisten anderen Jahren fallen die Zuwächse jedoch weniger dramatisch aus.

Foundry

Über 50 Bilder pro Sekunde im 3DMark-Benchmark „Solar Bay Unlimited“ wären ein hervorragendes Ergebnis. Das entspricht einer Verdopplung der Grafikleistung im Praxiseinsatz innerhalb von nur drei Jahren.

Foundry

Beim weniger anspruchsvollen „Wild Life Unlimited“-Benchmark hat Apple bereits vor zwei Jahren die Schwelle von 100 Bildern pro Sekunde überschritten; daher ist es nicht abwegig anzunehmen, dass wir dieses Mal ein Ergebnis von über 150 erreichen könnten. Das würde eine Verbesserung von etwa 65 Prozent über drei Jahre bedeuten.

Die GPU-Leistung ist einer der Bereiche, in denen Apple bei seinem Chipdesign nicht vollständig dominiert, und es wird interessant sein zu beobachten, ob das Unternehmen in den nächsten Jahren stärker in diesen Bereich investiert und der GPU mehr Chipfläche zuweist, um mehr Kerne, größere Caches oder andere leistungssteigernde Funktionen unterzubringen. Die GPU ist für lokale KI-Aufgaben von großer Bedeutung, und dies scheint ein wichtiger Schwerpunkt für Apple zu sein. Gute Nachrichten für Gamer – auch Sie profitieren davon.

Die Neural Engine ist wichtiger denn je

Seit der Einführung des A11 mit dem iPhone X verfügt Apple über eine dedizierte NPU (Neural Processing Unit), die als Neural Engine bezeichnet wird. Die erste Neural Engine konnte 600 Milliarden Operationen pro Sekunde ausführen, während Apples neueste Chips über 35 Billionen schaffen. Die Neural Engine ähnelt in gewisser Weise einer GPU, ist jedoch speziell auf die Ausführung der speziellen Matrixoperationen zugeschnitten, die die meisten KI- und Machine-Learning-Modelle erfordern.

Dabei geht es nicht nur um Siri oder Apple Intelligence. Die Neural Engine kommt in Dutzenden von Bereichen Ihres iPhones zum Einsatz, vom Fotografieren über die Aufnahme von Audio ohne Hintergrundgeräusche bis hin zum Kopieren von Text aus einem Bild.

Angesichts des starken Trends zu großen, ausgefeilten KI-Modellen sind NPUs wichtiger denn je, und ihre Leistung lässt sich nicht unbedingt anhand der Statistik „Billionen von Operationen pro Sekunde“ bemessen. Speicherbandbreite, Cache und die Unterstützung spezieller kompakter Datenformate spielen allesamt eine große Rolle für die Leistung einer NPU.

Foundry

Geekbench verfügt über einen speziellen, separaten KI-Benchmark, der gängige Machine-Learning- und KI-Aufgaben auf der CPU, GPU oder NPU ausführt. Betrachtet man die Ergebnisse bei Ausführung auf der NPU, so lassen sich einige deutliche Verbesserungen feststellen, darunter eine nahezu doppelte Steigerung in den letzten drei Jahren.

Es steht außer Frage, dass Apple große Pläne für die NPU hat. Jüngsten Berichten zufolge nimmt die NPU auf dem A20 deutlich mehr Chipfläche ein – sollte dies zutreffen und Apple die dafür erforderliche Speicherbandbreite bereitstellen können, könnte unsere obige Grafik auf sehr positive Weise völlig falsch liegen, und uns könnte ein weiterer großer Leistungssprung bei der NPU bevorstehen, wie wir ihn bereits zwischen dem A17 und dem A18 gesehen haben.

RAM, N2 und mehr

Neben der CPU, der GPU und der Neural Engine wird das A20-Pro-Paket mit weiteren entscheidenden Komponenten kombiniert.

Da wäre zunächst der Arbeitsspeicher. Das ist eine knifflige Angelegenheit. Es ist wahrscheinlich noch zu früh, um LPDDR6-Speicher und den damit verbundenen großen Schub bei Bandbreite und Effizienz zu erwarten, doch Apple wird vermutlich schnellen LPDDR5x-Speicher und möglicherweise einen breiteren Speicherbus einsetzen. So viele wichtige Funktionen sind von einer hohen Speicherbandbreite abhängig.

Auch KI ist auf viel RAM angewiesen – LLMs sind riesig. Der A19 Pro verfügt über 12 GB RAM, während der reguläre A19 nur 8 GB hat, und das macht bereits einen Unterschied: Die neue und verbesserte Diktatfunktion sowie die ausdrucksstärkere Siri-Stimme in iOS 27 erfordern Geräte mit zusätzlichem RAM. Andererseits sind die RAM-Preise allein im letzten Jahr um mehr als das Fünffache gestiegen, was RAM extrem teuer macht.

Apple möchte dem A20 Pro wahrscheinlich 16 GB RAM zuweisen, doch es würde uns nicht überraschen, wenn es nur 12 GB wären – allein schon deshalb, weil der Markt derzeit völlig verrückt spielt, selbst für Apple.

Dann sind da noch die Funkchips. Apple hat im iPhone 16e seinen eigenen 5G-Chip (den C1) verwendet und im iPhone Air überraschend den C1X nachgeschoben, der sowohl schneller als auch energieeffizienter ist. Apples neue iPhones könnten zwar den C1X verwenden, doch wir rechnen eigentlich mit dem C2, der die Leistung weiter steigern, in einigen Märkten mmWave-Unterstützung bieten und die Akkulaufzeit noch weiter verbessern dürfte. Bemerkenswert ist, dass Apples Pro-Geräte bislang ausschließlich ein Qualcomm-Modem verwenden; es bleibt also abzuwarten, ob sich dies in diesem Jahr ändern wird.

Apple verfügt zudem über einen eigenen WLAN- und Bluetooth-Chip: den N1. Es gibt für Apple bislang kaum einen Grund, über den N1 hinauszugehen – er unterstützt bereits Bluetooth 6 und WLAN 7. Ein N2 wird noch nicht erwartet, doch sollte Apple einen N1X ankündigen, der die Energieeffizienz verbessert, wären wir nicht überrascht.