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M1-Mac Mini im Macwelt-Test: eine kleine Sensation!

23.11.2020 | 09:28 Uhr |

Ganz ehrlich: Den Mac Mini hatte niemand auf dem Schirm! Bevor Apple die ersten Macs mit Apple-Prozessor vorstellte, redeten alle nur von mobilen Macs, doch der neue Mac Mini mit M1-Chip hat es faustdick hinter den Ohren.

Da ist er nun, der erste stationäre Mac mit Apple-CPU. Dass es ein Mac Mini werden würde, ist eigentlich naheliegend, denn das Developer Transition Kit (DTK), das Apple bereits seit der WWDC 2020 an interessierte Entwickler ausliefert (als Leihgabe), basierte auf einem Mac Mini. Der Großteil der Entwicklungsarbeit war also schon getan. Apple musste hier nur noch den M1-Chip integrieren und die Schnittstellen (z. B. Thunderbolt 3 oder USB 4) anbinden.

Vom Design her hat sich nichts geändert, es bleibt bei dem flachen, quadratischen Gehäuse, diesmal allerdings wieder in Silber. Space Grau ist Geschichte.

Der M1 ist ein SoC - „System on a Chip“. Sogar die RAM-Bausteine (8 oder 16 GB) finden im Gehäuse Platz.
Vergrößern Der M1 ist ein SoC - „System on a Chip“. Sogar die RAM-Bausteine (8 oder 16 GB) finden im Gehäuse Platz.
© Apple

Apples Wunder-CPU, der M1

Natürlich wollen wir als Erstes wissen, was der M1 denn nun wirklich kann. Apple behauptet, dass der Chip der schnellste Mobil-Chip der Welt ist, zumindest, was die Single-Core-Performance angeht. Und auch von der Grafikleistung her soll der M1 Maßstäbe setzen. Dazu muss man wissen, dass Apple mit dem M1 im Vergleich zu den Intel-Systemen ganz neue Wege geht.

Der M1 ist ein hochintegrierter SoC (System on a Chip). Das heißt, hier befinden sich nicht nur die CPU und die GPU direkt im Chip, sondern auch die meisten anderen Elemente, die ein Komplettsystem so braucht, bis hin zum Arbeitsspeicher! Ja, richtig, das DDR4X-RAM ist im Gehäuse des M1 integriert und das ergibt natürlich ganz neue Möglichkeiten. Auch wenn die CPU nach wie vor eigenen Cache-Speicher für jeden Kern (192 KB) und einen gemeinsamen Cache für alle Kerne (12 MB) aufweist, das RAM selbst ist durch die direkte Anbindung gleichermaßen selber schon so schnell wie ein CPU-Cache früherer Prozessorgenerationen.

Bei dem Baugruppenschema erkennt man, dass die CPUs weiterhin auf internen Nach zugreifen, die RAM-Chips (rechts) sind separat aufgeführt.
Vergrößern Bei dem Baugruppenschema erkennt man, dass die CPUs weiterhin auf internen Nach zugreifen, die RAM-Chips (rechts) sind separat aufgeführt.
© Apple

Zudem können alle Komponenten des M1, also die CPU-Rechenkerne, die GPU-Kerne und die Neural Engine auf den denselben gesamten Speicher zugreifen, ohne durch den Flaschenhals eines wie auch immer gearteten externen Bussystems gehen zu müssen. Daten müssen nicht mehr zwischen Hauptspeicher und Grafikspeicher hin und her kopiert werden. Natürlich gibt es auch im M1 eine Art Speicherbus, aber die Leitungswege sind hier wesentlich kürzer. Probleme mit Signalreflexionen auf den Daten- oder Adressleitungen tauchen praktisch gar nicht erst auf. Insofern ist es kein Wunder, dass Apple dem M1 ganz neue Superlativen zuweist. Doch was kann er nun wirklich?

Geekbench & Co – Das sagen synthetische Benchmarks aus

Wir bekommen den Mac Mini in der Basiskonfiguration mit 8 GB RAM und 256 GB SSD. Um die Performance eines Prozessors zu messen, bieten sich zunächst synthetische Benchmarks an. Sie reizen die CPU in möglichst vielen Bereichen aus, und es lassen sich schnell vergleichbare Ergebnisse unterschiedlicher Systeme ermitteln. Auch wenn die Resultate nicht die „wahre“ Geschwindigkeit eines Computers in der Praxis wiedergeben, erhält man doch einen gewissen Einblick in die grundsätzliche Leistungsfähigkeit. Wir nehmen uns zunächst einige synthetische Benchmarks vor und wollen den Mac Mini dann aber auch mit echten Praxistests konfrontieren.

Auch wenn der Mac Mini ein stationärer Computer ist, der M1 ist ein klassischer Mobil-Chip und daher vergleichen wir ihn in den meisten Tests direkt mit Apples bisherigem schnellsten Mobil-Prozessor, dem Intel Core i9 mit 2,3 GHz Basistakt aus dem Macbook Pro mit 16 Zoll von 2019. Dazu muss man wissen, dass der M1 zwar eine Achtkern-CPU ist, aber nur vier der Kerne sind sogenannte High-Perfomance-Cores (Codename „Firestorm“). Die anderen vier Kerne (Codename „Icestorm“) sind aufs Stromsparen hin optimiert, leisten also weniger, brauchen aber laut Apple auch nur ein Zehntel der Energie. Die acht Kerne im Intel Core i9 hingegen sind allesamt Hochleistungskerne, außerdem kann er dank Hyperthreading insgesamt 16 Threads ausführen.

Brandneu: APSI Bench

Wir nutzen erstmals den brandneuen Benchmark „ APSI Bench “, der speziell als plattformübergreifender Benchmark sowohl für macOS-, als auch für iOS-Systeme entwickelt wurde. Das Tool liegt für den Mac als Universal-Binary vor, arbeitet also nativ sowohl auf Apple-Silicon- als auch auf Intel-Chips.

Im Langzeit-Test mit APSI Bench reduziert der M1 seine Leistung nach etwa vier Minuten auf gut 80 Prozent.
Vergrößern Im Langzeit-Test mit APSI Bench reduziert der M1 seine Leistung nach etwa vier Minuten auf gut 80 Prozent.

APSI Bench führt zunächst eine Mischung aus Single-Core- (10 Millionen Zufallszahlen in sechs verschiedenen Datentypen generieren und eine Million Fast-Fourier-Transformation durchführen) sowie Multicore-Operationen (Raytracing) durch und liegt mit den Ergebnissen dadurch eher an der realen Praxis, als beispielsweise Geekbench 5, das strikt zwischen Single- und Multitore-Ergebnisse trennt. APSI Bench ermittelt ein finales Resultat in Punkten, das auf einem Referenzsystem basiert. Dieses besteht derzeit aus dem schon erwähnten Macbook Pro 16 Zoll. Es erreicht im APSI Bench „Standard Load“ etwa 100 Punkte die man auch als Prozentzahl auffassen kann. Für diesen Artikel arbeiten wir eng mit den Entwicklern von APSI Bench zusammen, um möglichst aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten.

Das 16-Zoll-Macbook-Pro schaltet schon ab der ersten Minute langsam den Takt herunter, nach fünf Minuten geht der Prozessor schlagartig auf die Hälfte der CPU-Leistung zurück.
Vergrößern Das 16-Zoll-Macbook-Pro schaltet schon ab der ersten Minute langsam den Takt herunter, nach fünf Minuten geht der Prozessor schlagartig auf die Hälfte der CPU-Leistung zurück.

Der M1 im Mac Mini erreicht im Standard Load respektable 81,3 Punkte, liegt im CPU-Mix also weniger als 20 Prozent hinter dem Intel-Chip, der dabei jedoch ein Vielfaches an Strom verbraucht und wie erwähnt acht vollwertige Kerne nutzt. Das ist ein erstaunliches Ergebnis, das an eine Sensation grenzt. Doch es kommt noch besser.

Der wichtigere Test in APSI Bench ist der „Long-term Load“. Hier belastet das Tool alle verfügbaren CPU-Kerne in einer Dauerschleife, die bis zu 30 Minuten lang läuft. Der Standardwert liegt bei 20 Minuten. Die meisten CPUs müssen bei einer solchen Dauerlast den CPU-Takt reduzieren („Thermal Throttling“), damit der Prozessor keinen Schaden nimmt. Genau diesen Punkt ermittelt APSI Bench und stellt die CPU-Leistung über die Zeit aufgetragen in einem grafischen Diagramm dar. Hier kann man einerseits ablesen, ab wann das Thermal Throttling greift und um wie viel Prozent die CPU-Leistung im Testzeitraum maximal reduziert wurde.

Und hier zeigt Apples M1 seine ganze Klasse. Während das Macbook Pro schon in der ersten Minute dieses Tests seine Lüfter auf volle Drehzahl hochschraubt und nach etwa fünf Minuten trotzdem die CPU-Leistung auf weniger als die Hälfte (49 Prozent) reduzieren muss, bleibt der Mac Mini über die ganzen 20 Minuten hin cool. Der Lüfter bleibt unhörbar. Zwar setzt auch hier nach etwa vier Minuten ein Thermal Throttling ein, aber die CPU-Leistung bleibt danach bei über 80 Prozent. Ein tolles Ergebnis.

Die Resultate sind auch unter iOS vergleichbar und wir haben APSI Bench auf insgesamt neun (plus Rosetta auf dem Mac Mini) verschiedenen Systemen laufen lassen. Das Benchmarking-Tool ist für macOS seit Kurzem im Mac App Store verfügbar . Die iOS-Version soll in bald folgen.

Neben APSI Bench führen wir auch Geekbench 5 und Cinebench 23 aus. Die beiden Tools sind ebenfalls bereits an den M1 angepasst. Während Geekbench hier deutlich bessere Werte für den M1 ermittelt, liegt Cinebench, dessen Algorithmus auf dem aktuellen Renderer von Cinema 4D basiert, deutlich näher an den Ergebnissen von APSI Bench und auch an den Praxisergebnissen. Geekbench scheint hier ganz gezielt Algorithmen zu nutzen, die auf den ARM-Kern hin optimiert wurden. Unserer Meinung nach bilden die Geekbench-Ergebnisse nicht die ganze Wahrheit ab.

GPU-Leistung mit Metal

Ein drittes Tool ist Gaston 3 von Richard Kurz. Gaston berechnet einen ganz bestimmten Ausschnitt der Mandelbrotmenge und nutzt dazu unter anderem die GPU. Um die GPU-Leistung zu ermitteln, schalten wir Gaston auf den Metal-Test, der direkt auf den Recheneinheiten der GPU aufsetzt. Das Macbook Pro verfügt über zwei GPUs, die im Intel-Chip integrierte GPU „UHD Graphics 630“ erreicht im Test etwa 37 Megapixel pro Sekunde. Die diskrete GPU im Macbook Pro stammt von AMD, eine Radeon Pro 5500 M. Sie ist mit 293 Megapixeln pro Sekunde naturgemäß deutlich schneller. Der M1 schafft hier aus dem Stand 201 Megapixel pro Sekunde und reicht damit schon fast an die diskrete High-End-GPU von AMD heran. Die integrierte Intel-CPU wird komplett deklassiert. Das ist nicht weniger als eine Sensation, denn es zeigt, dass integrierte Grafikprozessoren durchaus in der Lage sein können, den diskreten, hoch spezialisierten Grafikchips das Wasser zu reichen. Man darf gespannt sein, was Apple hier in der Zukunft noch bringt.

Praxistests

Kommen wir nun zu Tests aus dem wahren Leben. Wir beginnen mit Safari. Der Apple-Browser galt bislang schon als recht flott beim Ausführen von Javascript, in macOS 11 Big Sur soll er noch einmal deutlich zugelegt haben . Die Webseite „Jetstream 2“ stellt einen praxisnahen Benchmark zur Verfügung, der auf die Ausführung von Javascript fokussiert ist. Safari erreicht auf dem Macbook Pro 161.116 Punkte. Der Mac Mini deklassiert das Macbook Pro mit satten 246.026 Punkten. Der M1 ist hier also um gut ein Drittel schneller! Erstaunlich!

Der M1 ist so leistungsfähig, dass selbst Apples Profi-Anwendungen wie Logic Pro X (im Bild) oder Final Cut Pro X mit ausreichender Geschwindigkeit laufen. Unsere Tests haben das bestätigt.
Vergrößern Der M1 ist so leistungsfähig, dass selbst Apples Profi-Anwendungen wie Logic Pro X (im Bild) oder Final Cut Pro X mit ausreichender Geschwindigkeit laufen. Unsere Tests haben das bestätigt.
© Apple

Beim Kodieren von MP3-Songs in der Music-App liegt hingegen das Macbook noch leicht vorn, während der Mac Mini beim Stabilisieren von Videos in iMovie etwas besser abschneidet (siehe Bildergalerie). Auch in Final Cut Pro liegt der M1 um fast 10 Sekunden vorn. Das ist wiederum sehr erstaunlich, denn Final Cut benutzt auf dem Macbook Pro ganz intensiv die diskrete AMD-GPU, trotzdem muss es sich dem M1-Mac-Mini geschlagen geben, obwohl dieser zusätzlich nur mit der Hälfte an RAM-Speicher ausgestattet ist. Hier zeigt sich: Selbst Profi-Anwendungen ist der Mac Mini gewachsen, wohlgemerkt ein System, das gerade einmal 780 Euro kostet!

Auch Entwickler freuen sich über den Mac Mini M1. Er kann große Bildschirme antreiben und ist schnell genug für Apples Entwicklungssystem Xcode.
Vergrößern Auch Entwickler freuen sich über den Mac Mini M1. Er kann große Bildschirme antreiben und ist schnell genug für Apples Entwicklungssystem Xcode.
© Apple

Zu guter Letzt wollen wir auch an die Software-Entwickler denken. Xcode ist das Entwicklungssystem der Wahl, wenn man iOS- oder Mac-Apps programmieren will. Entscheidend dabei sind die Turn-Around-Zeiten, also die Zeit, die vergeht, nachdem man Änderungen am Code gemacht hat, bis die neue Version der App kompiliert ist und im Simulator läuft. Unsere Tests mit einem umfangreichen Swift-Projekt, das auch Core-Data-Datenbanken enthält, zeigen auch hier Erstaunliches: Der M1-Mac-Mini übertrifft das Macbook Pro spürbar. Gut 10 Prozent braucht der Mac Mini weniger an Build- und Installationszeit. Für Entwickler ist das eine Offenbarung, denn es ist lange her, dass man so preisgünstig einen aktuellen Mac für die App-Entwicklung bekam.

Intel-Apps dank Rosetta 2

Sie benutzen Software, die noch nicht für den M1 optimiert ist? Kein Problem, es geht einfach! Egal welche App wir installieren, im Test lief jedes Programm. Voraussetzung ist allerdings, dass die Software grundsätzlich mit macOS 11 Big Sur kompatibel ist. Beim ersten Start eines Intel-Programms kommt noch ein Warnhinweis, dann wird Rosetta 2 nachinstalliert und fortan muss man sich keine Gedanken mehr machen. Der erste Programmstart dauert dann meist etwas länger, ab dann arbeiten die Programme fast so schnell wie auf einem Intel-System. Natürlich gibt es Einschränkungen, Apps, die Kernel-Extensions brauchen, laufen nicht. Virtualisierer wie Parallels Desktop können keine Intel-basierten Betriebssysteme virtualisieren. Aber das Gros der Anwendung aus dem Mac App Store funktioniert einfach. Manche laufen auf dem M1 unter Rosetta 2 sogar schneller als auf einem Intel-Mac. Unser Benchmark APSI Bench erreicht unter der Rosetta-Übersetzung fast die Geschwindigkeit des Mac Mini Core i5 von 2018. Hier hat Apple also einen wirklich guten Job gemacht, kein Wunder man hat schließlich Erfahrung von den ersten beiden CPU-Transformationen (68k auf PPC und PPC auf Intel).

Stromverbrauch

Bei all der Leistung soll der M1 dennoch weniger Strom verbrauchen. Auch wenn das bei einem stationären Rechner wie dem Mac Mini kein echtes Kaufargument ist, auf Dauer zahlt sich geringer Stromverbrauch aus. Wir messen nach. Ohne Last im Finder benötigt der Mac Mini gerade einmal 12 Watt. Unter Volllast aller CPU-Kerne kommt er auf 24 Watt. Das sind sehr gute Werte.

Ausstattung und Anschlüsse

Na klar, wo Licht ist, ist auch Schatten und der M1-Mac-Mini hat seine Schattenseiten. Das betrifft in erster Linie die Ausstattung. Während man den Intel-Mac-Mini (der nach wie vor bei Apple zu kaufen ist) mit bis zu 64 GB RAM ausstatten kann, ist beim M1-Modell bei maximal 16 GB RAM Schluss (zum stolzen Aufpreis von 224 Euro). Selber aufrüsten geht nicht mehr. Klar, der Speicher ist ja im M1-Gehäuse integriert, da kommt man nicht ran. Dennoch fragt man sich, warum Apple nicht wenigstens eine 32-GB-M1-Version anbietet? Nun das dürfte mit dem beschränkten Platz im SoC zusammenhängen. Hier wird man wohl abwarten müssen, bis sich DDR4-RAM noch höher integrieren lässt und damit weniger Platz im SoC-Gehäuse einnimmt. Apple wird wohl kaum auf den Pfad der separat gesockelten RAM-Speicher zurückkehren, zumindest nicht in den Einstiegs-Macs. Bei einem Mac Pro oder iMac Pro sieht das sicher anders aus. Aber das ist noch Zukunftsmusik und dürfte frühestens 2021 spruchreif werden.

Schraubt man den Mac Mini auf, offenbart sich vor allem eines: Luft! Das Gehäuse ist bei weitem nicht aufgefüllt. Vielleicht wird es im nächsten Jahr ein kleineres Mac-Mini-Design geben.
Vergrößern Schraubt man den Mac Mini auf, offenbart sich vor allem eines: Luft! Das Gehäuse ist bei weitem nicht aufgefüllt. Vielleicht wird es im nächsten Jahr ein kleineres Mac-Mini-Design geben.
© Brandon Geekabit

Auch bei den externen Anschlüssen muss man mit Einbußen leben. Statt vier Thunderbolt-3-Ports gibt es nur zwei und statt mit 10-Gigabit-Ethernet ist der M1-Mac-Mini nur mit normalem Gigabit-Ethernet ausgerüstet. Die Gründe dürften hier in der Herkunft des M1-Chips liegen. Seine Gene stammen vom A14 aus dem iPhone und dort waren externe Anschlüsse ja nie ein Thema. Apple muss hier noch jede Menge Grundlagenforschung betreiben, um mehr schnelle PCI-Express-Lanes an den M1 anbinden zu können.

Fazit

Der Mac Mini mit M1-Chip ist schnell, richtig schnell, ja gar eine Sensation. Bereits das Basismodell schlägt den Intel-Mac-Mini, was die Rechen- und Grafikleistung angeht auf ganzer Länge und er kratzt schon am schnellsten mobilen Mac, dem 16-Zoll-Macbook-Pro. Im Test lief er stets flüssig und responsive, ein Arbeitspferd, mit dem man selbst anspruchsvolle Aufgaben wie Videoschnitt angehen kann. Mit dem M1 hat Apple ein neues Zeitalter für den Mac eingeläutet und das ist erst der Anfang!

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