Wie Apple die Computerindustrie veränderte und ARM zur dominierenden Architektur machte

Wie Apple die Computerindustrie veränderte und ARM zur dominierenden Architektur machte

Wenn heute von Apple Silicon gesprochen wird, denken die meisten Menschen an den M1-Chip. Tatsächlich begann die Geschichte jedoch Jahrzehnte früher. Der M1 war nicht der Anfang einer Revolution, sondern der Höhepunkt einer Entwicklung, an der Apple seit den frühen 1990er Jahren beteiligt war. Um die Bedeutung des M1 wirklich zu verstehen, muss man die Geschichte von ARM, Apples strategische Entscheidungen und den Wandel der gesamten Halbleiterindustrie betrachten.

Der Ursprung von ARM

Die Wurzeln reichen zurück in das Jahr 1983. Das britische Unternehmen Acorn Computers suchte nach einer neuen Prozessorarchitektur für seine Heimcomputer. Die Ingenieure Sophie Wilson und Steve Furber entwickelten daraufhin einen Prozessor nach dem damals noch ungewöhnlichen RISC-Prinzip. Statt komplexer Befehle setzte man auf wenige, klar definierte Instruktionen. Das Ergebnis war ein Prozessor, der mit deutlich weniger Energie auskam als die Konkurrenz.

1985 lief der erste funktionsfähige ARM-Prozessor. Zwei Jahre später erschien mit dem Acorn Archimedes der erste Heimcomputer auf Basis dieser Architektur. Schon damals zeigte sich ein entscheidender Vorteil: ARM konnte bei sehr geringem Stromverbrauch eine erstaunliche Leistung liefern. Acorn selbst verschwand später weitgehend vom Markt. Die Architektur überlebte jedoch und entwickelte sich zu einer der wichtigsten Technologien der modernen Computerwelt.

Apple als Mitgründer von ARM

Ein oft übersehener Punkt ist die Rolle Apples bei der Entstehung von ARM Holdings.

Ende der 1980er Jahre arbeitete Apple an einem visionären Projekt namens Newton. Das Gerät sollte weit mehr sein als ein elektronischer Kalender. Apple plante mit dem Newton einen mobilen Computer mit Handschrifterkennung und einer für die damalige Zeit außergewöhnlichen Akkulaufzeit. Die verfügbaren Prozessoren waren für diese Anforderungen jedoch ungeeignet.

Apple erkannte früh, dass die Zukunft mobiler Geräte nicht in immer leistungsstärkeren, sondern in immer effizienteren Prozessoren liegen würde. Gemeinsam mit Acorn und dem Halbleiterhersteller VLSI Technology gründete Apple deshalb 1990 das Unternehmen Advanced RISC Machines, kurz ARM.

Apple war somit nicht einfach ein Kunde von ARM. Das Unternehmen gehörte zu den Gründungsmitgliedern und investierte direkt in die neue Firma. Ohne Apples Bedarf für den Newton hätte ARM möglicherweise nie die wirtschaftliche Grundlage erhalten, um sich als eigenständiges Unternehmen zu etablieren. Aus dieser Entscheidung entstand eine Architektur, die heute Milliarden Geräte antreibt.

ARM wird zum Standard der mobilen Welt

In den folgenden Jahren verbreitete sich ARM rasant. Fast alle Hersteller von Mobiltelefonen, später auch Smartphones, Tablets und Embedded-Systemen, setzten auf die Architektur. Der Grund war einfach. ARM verkaufte keine fertigen Chips, sondern Lizenzen. Unternehmen konnten die Architektur an ihre eigenen Bedürfnisse anpassen und individuelle Prozessoren entwickeln. Dadurch entstand ein riesiges Ökosystem. Qualcomm, Samsung, MediaTek, Nvidia, Amazon und viele andere bauten ihre Produkte auf ARM-Technologie auf.

Während Intel und AMD fertige Prozessoren entwickelten, lieferte ARM gewissermaßen den Bauplan. Das machte die Architektur flexibel, effizient und wirtschaftlich attraktiv.

Apple verfolgt eine langfristige Strategie

Apple nutzte ARM jedoch anders als die meisten Unternehmen. Während viele Hersteller Standarddesigns verwendeten, begann Apple früh damit, eigene Prozessorkerne zu entwickeln. Nach der Übernahme von PA Semi im Jahr 2008 entstand ein hochspezialisiertes Chipentwicklungsteam.

Mit jedem iPhone wurden Apples Prozessoren leistungsfähiger. Die A-Serie entwickelte sich schrittweise zu einer der schnellsten mobilen Chipfamilien der Welt. Dabei verfolgte Apple eine Philosophie, die bis heute entscheidend ist. Das Unternehmen entwickelt Hardware und Software gleichzeitig. Prozessor, Betriebssystem und Anwendungen entstehen als Gesamtsystem.

Dadurch kann Apple Funktionen implementieren, die für genau die Anforderungen der eigenen Geräte optimiert sind. Leistung, Energieverbrauch und Bedienerlebnis werden nicht isoliert betrachtet, sondern als Teil eines gemeinsamen Konzepts.

Der M1 verändert die Branche

Am 10. November 2020 stellte Apple den M1 vor. Nach fünfzehn Jahren Zusammenarbeit mit Intel begann Apple den Wechsel zu eigenen Prozessoren im Mac. Viele Beobachter erwarteten lediglich einen weiteren ARM-Chip für Notebooks.

Tatsächlich präsentierte Apple etwas völlig anderes. Der M1 vereinte CPU, Grafikprozessor, Neural Engine, Speichercontroller und weitere Komponenten in einem einzigen System-on-a-Chip. Besonders wichtig war dabei die sogenannte Unified Memory Architecture. CPU und GPU griffen auf denselben Speicher zu, wodurch Daten deutlich schneller verarbeitet werden konnten.

Die Auswirkungen waren enorm. MacBooks erreichten plötzlich eine Akkulaufzeit, die weit über dem Branchendurchschnitt lag. Gleichzeitig übertraf die Leistung viele Intel-Systeme, obwohl deutlich weniger Energie benötigt wurde. Apple hatte gezeigt, dass hohe Leistung und hohe Effizienz kein Widerspruch sein müssen.

Der Beginn des Custom-Silicon-Zeitalters

Der eigentliche Einfluss des M1 ging weit über den Mac hinaus. Apple bewies öffentlich, dass maßgeschneiderte Prozessoren ein strategischer Wettbewerbsvorteil sein können. Andere Unternehmen beobachteten dies sehr genau.

Google intensivierte die Entwicklung seiner Tensor-Chips für Pixel-Smartphones. Amazon entwickelte die Graviton-Prozessoren für seine AWS-Rechenzentren weiter. Microsoft investierte stärker in ARM-basierte Windows-Systeme. Meta entwickelte eigene KI-Beschleuniger. Nvidia baute sein Geschäft rund um spezialisierte KI-Prozessoren massiv aus.

Plötzlich stand nicht mehr die Frage im Mittelpunkt, welcher Standardprozessor gekauft werden sollte. Die entscheidende Frage lautete nun, welcher Prozessor für die eigenen Anforderungen entwickelt werden kann.

Der M1 machte deutlich, dass die Kontrolle über das Silizium zunehmend über den Erfolg eines Produkts entscheidet.

Künstliche Intelligenz beschleunigt den Trend

Mit dem Aufstieg der künstlichen Intelligenz gewann diese Entwicklung zusätzlich an Bedeutung. Moderne KI-Anwendungen benötigen spezialisierte Hardware. Standardprozessoren können viele Aufgaben erledigen, sind aber oft nicht optimal für neuronale Netze, Sprachmodelle oder Bildverarbeitung ausgelegt. Apple hatte bereits früh mit der Neural Engine begonnen, KI-Funktionen direkt auf den Geräten auszuführen. Heute verfolgen nahezu alle großen Technologiekonzerne ähnliche Strategien. Der Trend geht weg von universellen Lösungen und hin zu speziell entwickelten Chips für bestimmte Aufgaben. Genau dieses Prinzip hatte Apple mit dem M1 der gesamten Branche vor Augen geführt.

Europas besondere Rolle

Interessanterweise stammt die Grundlage dieser Entwicklung ursprünglich aus Europa. ARM entstand in Großbritannien. Unternehmen wie Infineon und STMicroelectronics spielen bis heute wichtige Rollen in der europäischen Halbleiterindustrie. Trotzdem kommen die meisten großen Custom-Silicon-Projekte inzwischen aus den USA oder Asien. Europa verfügt zwar über wichtige Technologien und Fertigungskapazitäten, hat aber bisher keinen vergleichbaren Erfolg im Markt für leistungsstarke Verbraucherprozessoren erzielt.

Der M1 war weit mehr als ein neuer Prozessor für Macs.

Er war der sichtbarste Beweis einer Strategie, die Apple seit Jahrzehnten verfolgt. Bereits als Mitgründer von ARM erkannte Apple die Bedeutung energieeffizienter Architektur. Mit dem iPhone perfektionierte das Unternehmen die Entwicklung eigener Chips. Mit dem M1 brachte Apple diese Erfahrung schließlich auf den Mac.

Die eigentliche Leistung bestand nicht darin, einen schnelleren Prozessor zu bauen. Apple zeigte der gesamten Industrie, dass die Kontrolle über die eigene Hardwareplattform ein entscheidender Wettbewerbsvorteil ist. ARM wurde dadurch endgültig von einer Architektur für mobile Geräte zu einer dominierenden Technologie der gesamten Computerbranche.

Und während heute viele Unternehmen auf eigene Chips setzen, sollte man nicht vergessen: Einer der entscheidenden Ausgangspunkte dieser Entwicklung war Apple selbst. Als Mitgründer von ARM legte das Unternehmen bereits 1990 einen Grundstein für die Halbleiterwelt, die wir heute kennen.

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