Das Refresh von Apples MacBook Pro hat – nicht nur aufgrund der neuen Hardware – hohe Wellen geschlagen. Denn die Topmodelle mit Intel Core i9 CPU drosseln stark bei hoher Last und können oft nicht mal den eigentlichen Basistakt halten. Ein Reddit-User hat nun aber offenbar den Kern des Problems gefunden und bietet auch gleich eine mögliche Lösung an.
Update vom 25.07.2018
Apple hat ein Update veröffentlicht, dass die Probleme beheben soll. Der Fix ist im macOS High Sierra 10.13.6 Supplemental Update enthalten, das derzeit ausgerollt wird. Bei CNET hat man das Update installiert und festgestellt, dass die Probleme dadurch behoben wurden.
Links die Testergebnisse von CNET vor dem Update, rechts die Ergebnisse nach dem Update (Screenshot CNET)
Original-Artikel vom 24.07.2018
Vorweg: Diese Lösung ist nicht für jeden praktikabel und geschieht immer auf eigene Gefahr. Die nötigen Software-Anpassungen bergen auch ein hohes Risiko, das Gerät dauerhaft zu beschädigen.
Laut Redditor Randompersonx liegt das Problem nicht direkt in der CPU des MacBook Pro, sondern an den VRM-Modulen. Diese Voltage-Regulation-Modules, also zu Deutsch die Spannungswandler, regeln den Energiefluss in Richtung CPU. Dabei entsteht, je nach Spannung und Leistung, natürlich auch Wärme. Apple hat hier nun offenbar unterdimensionierte Module verwendet, die außerdem weder passiv noch aktiv gekühlt werden.
Im Falle des Core i9 MacBook Pro werden die Module bei vollem Turbo-Takt nun so heiß, dass das Mainboard die CPU drosselt, um die die VRM zu entlasten. Das erklärt die teils abrupten drops des CPU-Takts auf 800MHz, der geringsten möglichen Taktung. In seinen Tests hat der Redditor auch entdeckt, dass das Energiemanagement der MacBooks seinen Teil dazu beiträgt, dass die VRM überhitzen. Laut seinen Angaben ermöglicht das Management der CPU für bis zu 28 Sekunden 125W Leistung zu ziehen, während der Turbo Boost aktiv ist. Darauf sind die VRM nicht ausgelegt und überhitzen nach kurzer Zeit. Als Dauerlast (Steady State) sind 100W konfiguriert. Das Problem hierbei ist, dass die CPU ständig zwischen 800MHz und dem regulären Takt hin und her schalten muss. In diesem Zustand ist die CPU extrem ineffizient und verbraucht deutlich mehr Energie als eigentlich benötigt.
Die Lösung des Problems? Die Leistungsaufnahme im Steady State muss reduziert werden. Im Falle des Reddit Posts hat eine Anpassung auf 49W geholfen, damit die CPU kontinuierlich hohe Leistung bringen kann – der Autor spricht von rund 20% mehr Performance. Allerdings fokussierte er sich auf CPU-lastige Anwendungen. Sofern auch die GPU stark belastet wird muss der Steady State wohl noch weiter reduziert werden, um die zusätzliche Last der GPU ebenfalls zu kompensieren.
Die Anpassung des Steady States zeigt sich dann in den Benchmarks: Ohne Modifikation liefert das Core i9 Modell durchschnittlich rund 900 Punkte im Cinebench CPU-Benchmark. Führt man den Test mehrfach in Folge aus, sinkt die Punktzahl auch unter 900 Punkte – und damit unter das Ergebnis des 2017er MacBook Pro mit Core i7 Quad Core. Nach der Anpassung erreichte es über 1100 Punkte und pendelte sich danach bei 1000 bis 1100 Punkte bei allen weiteren Durchläufen ein.
Laut einigen Kommentatoren auf Reddit ist das Problem wohl auch darauf zurück zu führen, dass Apple bereits seit Jahren diese festen Werte für den Steady State und den Turbo nutzt – bislang gab es nur schlichtweg keine CPU, die diese Werte auch tatsächlich ausgeschöpft hat.
Insgesamt klingt die Erklärung jedenfalls sehr plausibel. Wer sich vielleicht noch erinnert: nVidias Fermi GPUs hatten ähnliche Probleme und Modder begannen sehr schnell damit, die VRM separat zu kühlen. Im Falle des MacBooks fällt diese Möglichkeit weg, aber Apple könnte das Problem durch ein Software-Update zumindest verbessern und eine durchschnittlich höhere Leistung ermöglichen. Allerdings ist nach diesem Test auch klar, dass das Core i9 Modell mit passender Kühlung und passenden VRM noch deutlich mehr leisten könnte.
Wer mehr Details dazu möchte findet hier den ganzen Thread samt Anleitung, aber wie erwähnt: Die Anpassung kann euer MacBook beschädigen und die Garantie verwirken.
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Fotos: ifixit
