Appleは2024年5月、次世代SoC ｢M4｣ を発表した。また、今年10月にはその上位版となるSoC ｢M4 Pro｣ ｢M4 Max｣ を発表している。
筆者は11インチの ｢iPad Pro (M4)｣ を購入しており、ベンチマークソフト ｢Geekbench 6｣ でM4チップのベンチマークスコアを計測。また、11月に発売したばかりの ｢M4 Pro｣ ｢M4 Max｣ を搭載するMacBook Proのベンチマークスコアも判明している。
そこで本稿では、｢M4｣ ｢M4 Pro｣ ｢M4 Max｣ のベンチマークスコアをまとめ、過去に発売したMacBookシリーズやiPad Pro／Airとスコアを比較してみた。M4世代のチップがどれほどの性能を持っているのか、気になっている方はチェックいただきたい。
M4チップとは？
Appleの ｢M4｣ は、第2世代の3nmテクノロジーを使って設計され、280億個のトランジスタで構成された最新SoC。
2つのOLED発光層を積層して作られた、iPad Proの最先端ディスプレイ ｢Ultra Retina XDRディスプレイ｣ の精度や色精度、輝度の均一性を可能にするため、新しいディスプレイエンジンを搭載しているのが大きな特長だ。
CPUは、iPad Proの256GB／512GBモデルは3つの高性能コアと6つの高効率コアを搭載した9コア構成、1TB／2TBモデルは4つの高性能コアと6つの高効率コアを搭載した10コア構成。MacBook Proには10コア構成のものが搭載されている。
改善された分岐予測機能を備え、高性能コアにはより幅広いデコードエンジンと実行エンジンを搭載し、高効率コアにはより深い実行エンジンを搭載したという。CPUパフォーマンスは前世代のiPad Pro (M2) よりも最大1.5倍高速化している。
GPUはiPad ProもMacBook Proも10コア構成で、M3ファミリーの次世代グラフィックスアーキテクチャをもとに設計された。
ハードウェアのローカルメモリをリアルタイムで動的に割り当て、GPUの平均使用率を劇的に高める ｢Dynamic Caching｣ を備えたことで、負荷の高いプロ向けアプリやゲームのパフォーマンスが大幅に向上。その結果、ハードウェアアクセラレーテッドレイトレーシングがiPadで初めて利用可能になり、ゲームなどでさらにリアルな陰影と反射を表現できるようになった。
さらに ｢ハードウェアアクセラレーテッドメッシュシェーディング｣ も組み込まれており、ジオメトリ処理の能力と効率を高め、ゲームやグラフィックスを駆使するアプリでさらに視覚的に複雑なシーンを可能にしているという。Octaneなどのアプリでのプロ向けのレンダリングパフォーマンスは大幅に向上し、M2よりも最大4倍高速になった。
M4 Proチップとは
M4 Proチップは、M4チップよりも多いCPU・GPUコアを搭載し、さらなる性能アップを図ったプロ向けデバイスに搭載されるSoC。コア構成は、12コアCPU／16コアGPUと、14コアCPU／20コアGPUの2種類から選択可能だ。
CPUパフォーマンスは、M1チップを搭載したMacに比べて最大1.8倍、M1 Proを搭載したMacに比べて最大1.9倍高速に動作する。GPUパフォーマンスは、最大20コアを搭載したM4 Proチップの場合はM4チップに比べて最大2倍の性能差がある。
ハードウェアアクセラレーテッドレイトレーシングを備え、主にAI機能で利用されるNeural Engineも16コア構成だ。
そのほか、M4 Proは最大64GBの高速ユニファイドメモリと273GB/sのメモリ帯域幅、Thunderbolt 5もサポートする。
M4 Maxチップとは
M4 Maxチップは、M4およびM4 Proチップを上回る、ハイエンドな性能をもつSoC。
コア構成は、14コアCPU／32コアGPU、および16コアCPU・40コアGPUの2種類を用意する。CPUパフォーマンスは、M1 Maxから最大2.2倍高速。GPUパフォーマンスは、M1 Maxより最大1.9倍高速だ。
M4 Maxは、最大128GBの高速ユニファイドメモリと最大546GB/sのメモリ帯域幅に対応する。メディアエンジンは、2つのビデオエンコードエンジンと2つのProResアクセラレータを備えるなどビデオプロフェッショナルのために設計されたSoCとなっている。
M4チップのベンチマークスコアまとめ
今回実機が用意できたのは以下モデル。
- 11インチiPad Air (M2)：128GBモデル／モデル名：iPad14,8
- 11インチiPad Pro (M4)：256GBモデル／モデル名：iPad16,3
- 11インチiPad Pro (M4)：1TBモデル／モデル名：iPad16,3
- MacBook Pro (14-inch, M4 Pro, 2024)：モデル名：Mac16,8
CPU性能
まずは ｢Geekbench 6｣ でCPUのシングルコア／マルチコアスコアを計測した。比較対象として、M2／M1を搭載したiPad Proや、Mシリーズのチップを搭載した過去のMacのスコアも掲載しておく。
また、10月27日の週にはM4／M4 Pro／M4 Maxを搭載した新型iMac／Mac mini／MacBook Proが発表されているが、まだ実機が各ユーザーの手元に届いていないためスコアの確認がほぼできていない状態だ。先行で実機を入手しているユーザーからスコアが共有されているものに関しては表内に記入している。
CPUベンチマーク比較
| 製品名 | SoC | コア構成 | シングルコア | マルチコア |
|---|---|---|---|---|
| MacBook Pro (16-inch, M4 Max) | M4 Max | 合計16コア ・高性能x12 ・高効率x4 | 4006 | 26068 |
| MacBook Pro (16-inch, M4 Max) | M4 Max | 合計14コア ・高性能x10 ・高効率x4 | 3971 | 23844 |
| MacBook Pro (16-inch, M4 Pro) | M4 Pro | 合計14コア ・高性能x10 ・高効率x4 | 3929 | 22059 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Max) | M4 Max | 合計16コア ・高性能x12 ・高効率x4 | 3931 | 25281 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Max) | M4 Max | 合計14コア ・高性能x10 ・高効率x4 | 3962 | 22465 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Pro) | M4 Pro | 合計14コア ・高性能x10 ・高効率x4 | 3915 | 22007 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Pro) | M4 Pro | 合計12コア ・高性能x8 ・高効率x4 | 3900 | 20365 |
| MacBook Pro (14-inch, M4) | M4 | 合計10コア ・高性能x4 ・高効率x6 | 3720 | 14321 |
| Pad Pro
(11-inch, M4, 1TB) | M4 | 合計10コア
・高性能x4 ・高効率x6 | 3707 | 14418 |
| iPad Pro
(11-inch, M4, 256GB) | M4 | 合計9コア
・高性能x3 ・高効率x6 | 3634 | 12978 |
| MacBook Pro (16-inch, M3 Max) | M3 Max | 合計16コア
・高性能x12 ・高効率x4 | 3218 | 21398 |
| MacBook Pro (16-inch, M3 Max) | M3 Max | 合計14コア
・高性能x10 ・高効率x4 | 3079 | 19057 |
| MacBook Pro
(16-inch, M3 Pro) | M3 Pro | 合計12コア
・高性能x6 ・高効率x6 | 3121 | 15686 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Max) | M3 Max | 合計16コア
・高性能x12 ・高効率x4 | 3101 | 21067 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Max) | M3 Max | 合計14コア
・高性能x10 ・高効率x4 | 3021 | 15686 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Pro) | M3 Pro | 合計12コア
・高性能x6 ・高効率x6 | 3167 | 15524 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Pro) | M3 Pro | 合計11コア
・高性能x5 ・高効率x6 | 3138 | 14369 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3) | M3 | 合計8コア
・高性能x4 ・高効率x4 | 3127 | 12148 |
| MacBook Air
(13-inch, M3) | M3 | 合計8コア
・高性能x4 ・高効率x4 | 3066 | 11927 |
| Mac Studio
(M2 Ultra) | M2 Ultra | 合計24コア
・高性能x16 ・高効率x8 | 2688 | 20970 |
| MacBook Pro
(14-inch, M2 Max) | M2 Max | 合計12コア
・高性能x8 ・高効率x4 | 2692 | 14918 |
| MacBook Pro
(14-inch, M2 Pro) | M2 Pro | 合計12コア
・高性能x8 ・高効率x4 | 2586 | 14235 |
| MacBook Pro
(14-inch, M2 Pro) | M2 Pro | 合計10コア
・高性能x6 ・高効率x4 | 2661 | 11849 |
| MacBook Air
(13-inch, M2) | M2 | 合計8コア
・高性能x4 ・高効率x4 | 2571 | 9876 |
| iPad Pro
(11-inch, M2) | M2 | 合計8コア
・高性能×4 ・高効率×4 | 2621 | 10091 |
| iPad Air
(11-inch, M2) | M2 | 合計8コア
・高性能×4 ・高効率×4 | 2611 | 9985 |
| Mac Studio
(M1 Ultra) | M1 Ultra | 合計20コア
・高性能x16 ・高効率x4 | 2430 | 18566 |
| Mac Studio
(M1 Max) | M1 Max | 合計10コア
・高性能x8 ・高効率x2 | 2456 | 12959 |
| MacBook Pro
(16-inch, M1 Pro) | M1 Pro | 合計10コア
・高性能x8 ・高効率x2 | 2399 | 12334 |
| MacBook Pro
(14-inch, M1 Pro) | M1 Pro | 合計8コア
・高性能x6 ・高効率x2 | 2398 | 10585 |
| MacBook Air
(13-inch, M1) | M1 | 合計8コア
・高性能x4 ・高効率x4 | 2383 | 8724 |
| iPad Pro
(11-inch, M1) | M1 | 合計8コア
・高性能×4 ・高効率×4 | 2364 | 8686 |
| iPad Air
(11-inch, M1) | M1 | 合計8コア
・高性能×4 ・高効率×4 | 2317 | 8460 |
上記結果から、M4はM2に比べてシングルコアスコアが最大41％、マルチコアスコアが最大43％向上していることがわかる。M1と比べると、シングルコアスコアは最大57％、マルチコアスコアは最大66％向上している。
参考としてM3と性能を比べてみると、シングルコアスコアは最大21％、マルチコアスコアは最大21％向上している。
ちなみに、M4 (高性能×4、高効率×6) とM3 Pro (高性能×6、高効率×6) で比較してみると、コア数はM3 Proの方が多いものの、シングルコアスコアはM4の方が高く、マルチコアスコアもM3 Proの方がわずかに高いだけだとなったことから、M4はM3 Proと性能が同等、あるいはそれよりも高いということができるかもしれない。M3 Maxと比較すると、さすがにM3 Maxの方がマルチコアスコアが約25〜31％高い。
以上の結果をまとめると、M4のCPU性能はM3 Proとほぼ同じくらいであることがわかった。
M4 Pro／M4 MaxはM4に比べて高性能コアが圧倒的に多いことから、マルチコアスコアが高くなっている。例えばM4の10コアモデルとM4 Proの12コアモデルでは、M4 Proの方が42％も性能が高い。
ちなみに、以下はiPadのみを比較した表だ。世代間のスコアを比較したい場合は以下の表を参考にしていただきたい。
CPUベンチマーク比較 (iPadのみ)
| 製品名 | SoC | コア構成 | シングルコア | マルチコア |
|---|---|---|---|---|
| iPad Pro (11-inch, M4, 1TB) | M4 | 合計10コア ・高性能x4 ・高効率x6 | 3707 | 14418 |
| iPad Pro (11-inch, M4, 256GB) | M4 | 合計9コア ・高性能x3 ・高効率x6 | 3634 | 12978 |
| iPad Pro (11-inch, M2) | M2 | 合計8コア ・高性能×4 ・高効率×4 | 2621 | 10091 |
| iPad Air (11-inch, M2) | M2 | 合計8コア ・高性能×4 ・高効率×4 | 2611 | 9985 |
| iPad Pro (11-inch, M1) | M1 | 合計8コア ・高性能×4 ・高効率×4 | 2364 | 8686 |
| iPad Air (11-inch, M1) | M1 | 合計8コア ・高性能×4 ・高効率×4 | 2317 | 8460 |
GPU性能
次はGPU性能をチェックすべく、Geekbench 6のMetalスコアを計測した。こちらもCPU性能と同様、比較対象としてM2／M1を搭載したiPad Proや、Mシリーズのチップを搭載した過去のMacのスコアも掲載しておく。
GPUベンチマーク比較
| 製品名 | SoC | コア数 | OpenCL | Metal |
|---|---|---|---|---|
| MacBook Pro (16-inch, M4 Max) | M4 Max | 40コア | 114184 | 179032 |
| MacBook Pro (16-inch, M4 Max) | M4 Max | 32コア | 100039 | 158241 |
| MacBook Pro (16-inch, M4 Pro) | M4 Pro | 20コア | 69538 | 113028 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Max) | M4 Max | 40コア | 118295 | 193017 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Max) | M4 Max | 32コア | 101318 | 160403 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Pro) | M4 Pro | 20コア | 69073 | 114294 |
| MacBook Pro (14-inch, M4 Pro) | M4 Pro | 16コア | 61019 | 99190 |
| MacBook Pro (14-inch, M4) | M4 | 10コア | 38021 | 57730 |
| iPad Pro
(11-inch, M4) | M4 | 10コア | — | 53594 |
| MacBook Pro
(16-inch, M3 Max) | M3 Max | 40コア | 91071 | 154764 |
| MacBook Pro
(16-inch, M3 Max) | M3 Max | 30コア | 76577 | 125046 |
| MacBook Pro
(16-inch, M3 Pro) | M3 Pro | 18コア | 50299 | 77739 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Max) | M3 Max | 40コア | 92159 | 152579 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Max) | M3 Max | 30コア | 76915 | 124177 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Pro) | M3 Pro | 18コア | 50299 | 77739 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3 Pro) | M3 Pro | 14コア | 42773 | 68579 |
| MacBook Pro
(14-inch, M3) | M3 | 10コア | 30332 | 47392 |
| Mac Studio
(M2 Ultra) | M2 Ultra | 76コア | 128858 | 218367 |
| Mac Studio
(M2 Ultra) | M2 Ultra | 60コア | 114679 | 199183 |
| MacBook Pro
(14-inch, M2 Max) | M2 Max | 38コア | 83221 | 140362 |
| MacBook Pro
(14-inch, M2 Max) | M2 Max | 30コア | 75786 | 120781 |
| MacBook Pro
(14-inch, M2 Pro) | M2 Pro | 19コア | 51835 | 82754 |
| MacBook Pro
(14-inch, M2 Pro) | M2 Pro | 16コア | 45723 | 74656 |
| MacBook Air
(13-inch, M2) | M2 | 10コア | 28669 | 46140 |
| MacBook Air
(13-inch, M2) | M2 | 8コア | 24114 | 39381 |
| iPad Pro
(11-inch, M2) | M2 | 10コア | — | 46545 |
| iPad Air
(11-inch, M2) | M2 | 10コア | — | 41745 |
| Mac Studio
(M1 Ultra) | M1 Ultra | 64コア | 104687 | 170072 |
| Mac Studio
(M1 Ultra) | M1 Ultra | 48コア | 89569 | 153801 |
| MacBook Pro
(14-inch, M1 Max) | M1 Max | 32コア | 69552 | 117211 |
| MacBook Pro
(14-inch, M1 Max) | M1 Max | 24コア | 59779 | 99774 |
| MacBook Pro
(14-inch, M1 Pro) | M1 Pro | 16コア | 41668 | 64524 |
| MacBook Pro
(14-inch, M1 Pro) | M1 Pro | 14コア | 38352 | 62842 |
| MacBook Air
(13-inch, M1) | M1 | 8コア | 21068 | 33318 |
| MacBook Air
(13-inch, M1) | M1 | 7コア | 18760 | 30652 |
| iPad Pro
(11-inch, M1) | M1 | 8コア | — | 32648 |
| iPad Air
(11-inch, M1) | M1 | 8コア | — | 32621 |
上記結果から、M4はM2に比べてMetalスコアが約28％向上していることがわかった。M1と比べると、スコアは約64％向上している。
参考としてM3チップを搭載したMacBook Airと比べてみたところ、スコアが約14％向上していることが確認できた。
ちなみに、コア数が多いM3 Pro (14コア) とM4 (10コア) のスコアを比較してみたが、やはりM3 Proの方が約28％高いという結果になった。以上の結果からM4は、M3とM3 Proのちょうど中間くらいのGPU性能を持っていることがわかった。
M4 Pro／M4 Maxに関しては、同じM4世代のSoC同士で比べると1コアあたりの性能は基本的には同じになることから、コア数が多ければ多いほどグラフィック性能が高くなる。例えばM4 (10コア) とM4 Pro (20コア) では、OpenCLもMetalもスコアは約2倍になっている。3Dレンダリングやゲーミングなど高いグラフィック性能を必要とする作業をする人はコア数はしっかり吟味して購入していただきたい。
ちなみに、以下はiPadのみを比較した表だ。世代間のスコアを比較したい場合は以下の表を参考にしていただきたい。
GPUベンチマーク比較 (iPadのみ)
| 製品名 | SoC | コア数 | Metal |
|---|---|---|---|
| iPad Pro (11-inch, M4) | M4 | 10コア | 53594 |
| iPad Pro (11-inch, M2) | M2 | 10コア | 46545 |
| iPad Air (11-inch, M2) | M2 | 10コア | 41745 |
| iPad Pro (11-inch, M1) | M1 | 8コア | 32648 |
| iPad Air (11-inch, M1) | M1 | 8コア | 32621 |
NPUの演算性能 (AI性能)
機械学習アプリケーションのパフォーマンスをどれぐらい発揮できるかを測定する ｢Geekbench AI｣ のスコアも計測してみた。この数値が高ければ高いほどAI性能が高いことを示す。
| 製品名 | SoC | コア数 | CPU | GPU | NPU |
|---|---|---|---|---|---|
| MacBook Pro (M4 Pro, 2024) | M4 Pro | 16コア | S：5756 H：8920 Q：6941 | S：13853 H：15354 Q：13502 | S：5789 H：37095 Q：50027 |
| iPad Pro (11-inch, M4) | M4 | 16コア | S：4471 H：6399 Q：5418 | S：8205 H：9083 Q：3018 | S：3290 H：18916 Q：24722 |
| MacBook Pro (M3 Pro, 2023) | M3 Pro | 16コア | S：4183 H：6914 Q：5606 | S：10597 H：12276 Q：10810 | S：4179 H：32288 Q：36825 |
| Single Precision Score (単精度スコア) | FP32 (32ビット浮動小数点) 演算の性能を示す。高い数値精度が求められる画像処理などのタスクで主に使用される。 |
|---|---|
| Half Precision Score (半精度スコア) | FP16 (16ビット浮動小数点) 演算の性能を示す。単精度よりも数値精度は低いものの、計算速度が速くメモリ使用量も少ないため、音声認識や顔認識などのリアルタイムアプリケーションなどで使用される。 |
| Quantized Score (量子化スコア) | INT8 (8ビット整数) 演算の性能を示す。数値精度を若干犠牲にする代わりに、計算速度と効率を大幅に向上させるため、エッジデバイスやモバイルデバイスでのAI推論に適している。 |
いずれのモデルもコア数は同じであるものの、CPU・GPUコア数が異なる関係でそれぞれのスコアに違いが生まれている。やはりもっとも高性能なのがM4 Proで、M3 Proに比べて総合的に数値が向上している。2025年以降に日本語にも対応予定のAppleのAI機能 ｢Apple Intelligence｣ でも高いパフォーマンスを発揮してくれそうだ。
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(画像：Apple)
