全新 SoC “M1 Ultra” 一窺 Apple 半導體的優越性和威力

全新 SoC “M1 Ultra” 一窺 Apple 半導體的優越性和威力

蘋果在每年的這個時候推出新產品已經不是什麼秘密了。所以傳聞數月的 iPhone SE 和 iPad Air 處理器分別更新為 A15 Bionic 和 M1 也就不足為奇了。iPhone 13 和 iPhone 13 Pro 加入新的綠色沿用了過去的策略,即使拋開顏色本身的味道,這也是一個合理的宣佈。

體現 “蘋果對所有用戶的優勢” 的 M1 Ultra 的精彩

然而令我驚訝的是,新的 Mac 產品配備了名為 M1 Ultra 的新 SoC。添加了名為 Mac Studio 的新外殼設計 Mac,其中包括 M1 Ultra,它是兩個 M1 Max 串聯在一個包裝中。

提升性能的方法,可以說是一條王道,但在現實中並沒有用到。我對 M1 Max 也有同樣的驚訝,但這個驚喜的背景幾乎相同。

我採用了一種超乎想像的方法,但其依據是​​廠商蘋果的立場。換言之半導體設計、操作系統開發、軟件開發工具、應用軟件、網絡服務、硬件產品開發和生產以及分銷。這是因為它具有其他垂直整合所有這些製造商所沒有的功能。

蘋果是 PC 行業的英特爾、AMD、英偉達、微軟,具有類似 Google 的元素,可以扮演聯想、惠普、華為等角色。其質量和質量標準管理與創作者的頂級品牌產品相媲美。

沒有其他公司在個人電腦行業建立過這樣的商業模式,但就此而言,它也是單一製造商中最大的智能手機製造商,因此其規模經濟可以在名為 Mac 的個人電腦類型中發揮作用。 .

此次發佈的 Mac Studio 是一款創作者想要的高性能桌面產品,但與智能手機相比,它的銷量絕不是大手筆。Apple 的優勢在於能夠為創作者推出完全針對該類型定制的高性能半導體

“隱藏” 的芯片間互連  I / F

M1 Ultra 是一款讓人感覺 “很棒” 的 SoC,但它也很簡單。令人驚訝的是,該方法在 M1 家族中是一致的,沒有變化的領域。從這個意義上說,它是一個非常容易理解的新 SoC。

Apple 推出適用於 MacBook Pro 的 M1 Pro / M1 Max。M1 Pro 內置媒體引擎,增加了 M1 的 CPU 核心數,審查配置,增加 GPU 核心數,大幅提升視頻處理能力。同時內存通道增加了一倍,以增加足夠的內存帶寬來匹配處理能力 (並且連接的 DRAM 的最大數量也相應增加了一倍)。

另一方面 M1 Max 可以說是將兩個 M1 Pro 組合成一個 SoC。因此在大多數情況下可以獲得雙倍的最大性能。共享內存架構保證超寬帶內存訪問,內存通道翻倍,所以 DRAM 最大容量翻倍,帶寬翻三倍,所以包含的處理電路翻倍,即使變成了,程式也會卡頓和高可以在不降低性能的情況下獲得性能。

有些人可能會爭辯說,M1 Ultra 不是 Max,而是 Max in one chip。沒有出乎意料,我嘆了口氣,”你想這樣做嗎”?通過在同一個封裝中並排連接兩個 Max die-sized SoC。

這與用膠水將兩個部分粘在一起不同。為此 Apple 之前曾為 M1 Max “加載” 了一種機制,可以將兩個 SoC 緊密連接起來。當然是偷偷摸摸。秘密機制是 Ultra Fusion。

兩個半導體作為一個 SoC 運行
由於無法再期望芯片尺寸,因此它是真正的 Max SoC。M1 Ultra 是連接兩個 M1 Max 並將它們封裝在同一個封裝中的芯片。

M1 Max 具有未公開的功能。它是用於連接兩個 SoC 裸片的互連 (內部連接),具有寬帶寬和低延遲。在模具的一側放置一個類似於精細端子的連接,然後連接兩個 M1 Max。

那麼如何連接它們呢? 通過 Ultra Fusion 連接的兩個芯片將能夠以每秒 2.5TB 的帶寬相互訪問。連接機制比較簡單,通過 interposer (通過silicon via) 和 microbonding (近距離佈線處理) 相結合實現了極低的延遲。

最重要的是內置在 M1 Max 中的指令調度程序將指令分配給雙倍的處理內核,並像單個 SoC 一樣運行。由於內存控制器也像集成一樣運行,因此整個內存通道增加了一倍,內存帶寬增加到每秒 800GB。

它的設計與 M1 Pro 不同,因為這種互連機制和指令調度程序預先控制了兩個 M1 Max。

我想在真機上判斷詳細的性能,但從蘋果發佈的基準測試來看,似乎通過投入兩倍的資源,我可以正確地得到近兩倍的結果。可以說是因為共享內存架構的緣故,是線性的性能提升。

Mac Studio 位置和 “剩餘區域”

蘋果在一次公告活動中表示,M1 Ultra 及其 Mac Studio “幾乎” 完成了從英特爾到 Apple Silicon 的為期兩年的過渡。

基準測試是在實際機器上嘗試的,但至少在比較 Mac 時,M1 Ultra 在 CPU 和 GPU 上都比 27 英寸 iMac 和 Mac Pro 的頂部快得多。

在 M1 Max 的時代,視頻處理已經比 Mac Pro 上的 Afterburner 更好。此外,M1 Ultra 的性能翻了一番。這是壓倒性的,因為它可以同時處理 15 個 8K ProRes 數據流。

配備此 SoC 的 Mac Studio 可提供比 27 英寸 iMac 更高的性能,甚至比 Mac Pro 在緊湊、省電的外殼中更好。Mac Studio 還允許您選擇 M1 Max 以滿足您的性能需求。

Mac Studio 和 27英寸 Studio Display 的組合是 27 英寸 iMac 的潛在替代品。顯示屏的規格和表面光潔度的選擇與 27英寸 iMac 幾乎相同,通過在顯示屏中加入 A13 Bionic,可以從攝像頭提升 iPhone 11 一代的畫質和聲音處理。內置顯示器、揚聲器和 3陣列麥克風。獲得 (在 27 英寸 iMac 上,由具有 A10 Fusion 等效功能的 T2 芯片處理)。

歡迎能夠選擇更靈活的非集成系統配置,同時顯著提高性能。當然如果您擁有 PRO Display XDR,您只需插入 Mac Studio 即可利用 M1 Ultra 的功能。

考慮到 Mac Pro 的 PCI Express 插槽使用的擴展板原本是 Afterburner 等圖形處理板,可以選擇 M1 Max 和 M1 UItra 的 Mac Studio 不需要船的可擴展性,性能是第一位的。所以它可以取代 Mac Pro。

但是 Mac Studio 唯一無法覆蓋的是應用程式區域,它高度依賴內存。Mac Pro 最多可以有 1.5TB 的 DRAM,但 Mac Studio 最多可以有 128GB。

在很多情況下這似乎就足夠了,但只要採用共享內存架構,就很難安裝更多的內存容量。蘋果一定有一些令人驚訝的秘密。

蘋果表示它將在今年年底前 “完成向自己的 SoC 的過渡”。只剩下幾個區域了。

(本田雅一 / 轉載自日文版 Engadget )

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