Der erste M1-Chip wurde von Apple selbst in Kalifornien entwickelt und bei TSMC in Taiwan gefertigt – ein Paradebeispiel für High-Tech-Kooperation.
Kurzantwort
Der erste M1-Chip wurde von Apple Inc. entwickelt und auch intern designt. Hergestellt wurde er vom taiwanesischen Halbleitergiganten TSMC mittels der hochmodernen 5-Nanometer-Technologie (N5-Prozess). Die Entwicklung fand in Apples Headquarter in Cupertino, Kalifornien statt.
Der Apple M1-Chip: Revolution aus Kalifornien, gefertigt in Taiwan
Mit dem M1-Chip läutete Apple im Jahr 2020 einen tiefgreifenden Wandel in der Computerbranche ein. Der M1 war der erste von Apple selbst entwickelte ARM-Prozessor, der nicht nur in puncto Leistung, sondern auch Effizienz neue Maßstäbe setzte. Doch wie kam es zum M1-Chip, wer hat ihn hergestellt und wo genau wurde er entwickelt? In diesem Beitrag beleuchten wir die Entstehungsgeschichte, Architektur, Fertigungstechnologie und strategischen Entscheidungen hinter dem Apple M1.
Was ist der Apple M1-Chip?
Der Apple M1 ist ein sogenannter System on a Chip (SoC), der erstmals am 10. November 2020 vorgestellt wurde. Im Gegensatz zu traditionellen PC-CPUs vereint der M1 mehrere Komponenten wie CPU, GPU, Neural Engine, RAM und I/O-Controller auf einem Chip. Damit wurde nicht nur die Performance gesteigert, sondern auch die Energieeffizienz signifikant verbessert.
Wer hat den M1 entwickelt?
Die komplette Konzeption und Entwicklung des M1 erfolgte durch Apple Inc. im Silicon Engineering Team unter der Leitung von Johny Srouji. Das leistungsstarke Team mit Sitz in Cupertino, Kalifornien, arbeitete über Jahre an einer neuen Prozessorarchitektur, die auf der Erfahrung mit mobilen ARM-Chips basierte, die bereits für iPhones und iPads entwickelt wurden (z.B. A13, A14).
Die gesamte Chiparchitektur basiert auf der ARMv8-A Architektur, für die Apple eine Lizenz von ARM Holdings besitzt. Apple hat diese Architektur jedoch maßgeblich überarbeitet und für eigene Anforderungen optimiert — u.a. für höhere Leistung, niedrigeren Energieverbrauch und ein besser integriertes Chip-Lay-out.
Wer hat den M1-Chip hergestellt?
Die Produktion des M1-Chips erfolgt durch TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), einen der weltweit führenden Auftragsfertiger für Halbleiter. TSMC setzte für den M1 auf den 5-Nanometer-Prozess (N5) – derselbe Prozess, der auch bei Apples A14 Bionic zum Einsatz kam.
Warum TSMC?
Apple arbeitet seit Jahren eng mit TSMC zusammen und zählt zu dessen größten Kunden. TSMC gilt als führend in der Halbleiterfertigung und konnte 2020 als einer der ersten Anbieter die Serienproduktion in 5nm starten. Die Vorteile dieser Technologie:
- Mehr Transistoren pro Fläche (16 Milliarden beim M1)
- Weniger Energieverbrauch bei gleicher oder höherer Leistung
- Kompaktere Bauweise für platzsparende Geräte
Wo wurde der M1 entwickelt?
Die Entwicklung wurde größtenteils im Apple-Hauptquartier in Cupertino, Kalifornien durchgeführt. Apple betreibt dort eigene Chipdesign-Abteilungen, Testlabore und R&D-Einrichtungen. Ergänzend dazu unterstützt Apple die Entwicklung durch globale Teams in anderen Technologiezentren wie San Diego (USA), München (Deutschland) und Herzliya (Israel).
Die Architektur des Apple M1
Der M1 basiert auf einer 8-Kern-CPU, die in zwei Cluster unterteilt ist:
- 4 Performance-Kerne (Firestorm): Maximale Rechenleistung für anspruchsvolle Aufgaben
- 4 Effizienzkerne (Icestorm): Energieoptimiert für alltägliche Aufgaben
Diese BIG.little-Architektur erlaubt ein dynamisches Ressourcenmanagement – je nach Anforderung werden effiziente oder leistungsstarke Kerne aktiviert.
Weitere Komponenten des M1:
- 8-Kern-GPU: Leistungsfähige Grafikeinheit für Videos, 3D und Gaming
- 16-Kern Neural Engine: Für KI und maschinelles Lernen (bis zu 11 Billionen Operationen/Sekunde)
- Unified Memory Architecture (UMA): Gemeinsamer Speicher für CPU, GPU und andere Komponenten
- Secure Enclave & AES Encryption Engine: Für Datenschutz, Fingerprint, Verschlüsselung
Vorteile des M1-Chips
Performance
- Bis zu 3,5x schnellere CPU im Vergleich zu Intel MacBook Air Modellen
- Bis zu 6x schnellere GPU bei gleichem Stromverbrauch
- Schnelleres Öffnen von Apps, Kompilieren von Code und Rendern von Videos
Energieeffizienz
- Deutlich längere Akkulaufzeiten (bis zu 20 Stunden bei MacBook Pro M1)
- Lüfterlose Designs bei MacBook Air M1 dank geringer Abwärme
Integration
- Nahtloses Zusammenspiel von Hardware und macOS Big Sur (später: Monterey, Ventura)
- Ausführung von iOS/iPadOS Apps direkt auf dem Mac
Geräte mit M1-Chip
Im November 2020 veröffentlichte Apple die ersten Geräte mit M1:
- MacBook Air (M1)
- MacBook Pro 13" (M1)
- Mac mini (M1)
Später folgten der 24" iMac M1 und das iPad Pro M1 (2021), was Apples Ambitionen zeigte, eine plattformübergreifende Chip-Strategie zu verfolgen.
Warum hat Apple sich vom Intel-Chip verabschiedet?
Apple war über 15 Jahre lang auf Intel-Prozessoren (x86) angewiesen. Doch diese Plattform bot zunehmend:
- Höheren Energieverbrauch und Abwärme
- Verzögerung bei Intel’s Technologieroadmap (10nm-Prozess verspätet)
- Wenig Integration zwischen Soft- und Hardware
Mit dem Umstieg auf eigene ARM-Chips konnte Apple:
- Komplette Kontrolle über Entwicklung und Releases gewinnen
- Optimierungen auf OS und Hardware-Ebene realisieren
- Plattform-übergreifenden Code für iPhone, iPad und Mac einführen
Sicherheit durch den M1
Durch die vollständige Eigenentwicklung konnte Apple Sicherheitstechnologien direkt in den Chip integrieren:
- Secure Boot und Runtime Protection
- Hardwarebasierte Speicherisolation
- MAC-übergreifender Schutz gegen Malware und Exploits
Zukunftsausblick: Der M1 ist erst der Anfang
Mit dem M1 legte Apple den Grundstein für eine neue Chipgeneration. Es folgten M1 Pro, M1 Max und M1 Ultra, die mehr Kerne, Speicherbandbreite und Leistung bieten – gefertigt alle im 5nm-Prozess bei TSMC. 2022 brachte Apple die M2-Serie, erneut in enger Kooperation mit TSMC.
Zukünftige Chips könnten auf dem 3nm-Prozess von TSMC basieren und neue Maßstäbe bei Effizienz und KI-Funktionalität setzen.
Fazit
Der erste Apple M1-Chip ist das Ergebnis visionärer Chipentwicklung durch Apple in Cupertino (Kalifornien) und hochmoderner Fertigung bei TSMC in Taiwan. Die Kombination aus eigener Architektur, ARM-basiertem Design und effizienter Produktion ermöglichte einen enormen Leistungssprung bei niedrigerem Energieverbrauch.
Mit dem M1 hat Apple die Kontrolle über seine Produktentwicklung deutlich erweitert. Das setzt neue Standards nicht nur im Notebook-Bereich, sondern beeinflusst auch die Industrie langfristig. Die Strategie "Design in Kalifornien, Fertigung in Taiwan" bleibt vorerst ein Erfolgsmodell.
