Apple avslöjade vad de kallar “ett sista chip” i M1-familjen, M1 Ultra, vid sitt Peek Performance-evenemang. Jag tittade lite djupare på vad detta betyder.
Att uppnå det omöjliga: det är ett dagligt jobb
Chipet introducerades av Johny Srouji, Apples senior vice president för hårdvaruteknik. Han beskrev de fysiska begränsningarna för att skapa chips större än M1 Max och förklarade att branschen vanligtvis väljer att använda dubbla chips, men beskrev effektivitetsförlusten med det tillvägagångssättet.
Det var därför Apple bestämde sig för att kombinera två M1 Mac-chips till M1 Ultra. “M1 Ultra är en annan spelväxlare för Apples kisel som återigen kommer att överraska PC-industrin,” sa Srouji. “Genom att ansluta två M1 Max-munstycken med vår UltraFusion-förpackningsarkitektur kan vi skala Apples kisel till oöverträffade nya höjder. “
Han sa också att M1 Ultra “fullbordar familjen” av Mac-processorer, åtminstone för nu.
Srouji fortsatte med att förklara hur företaget lyckades kombinera två M1 Max-chips till en M1 Ultra. Han pekade på omfattande sammankopplingsteknik som alltid fanns i M1 Max, något som Apple inte hade diskuterat tidigare. (Jag tycks komma ihåg att andra fångat detta någon gång, men jag kan inte hitta en referens.)
Vad är UltraFusion?
Den sammankopplingen använder en proprietär förpackningsarkitektur som Apple kallar UltraFusion. Apple beskriver detta som “långt före” i branschen och hävdar att det kan transportera data runt chippet med 2,5 terabyte per sekund med låg latens och bandbredd mellan processorer, vilket är snabbt.
För att göra det använder UltraFusion en kiselmellanläggare med dubbelt så hög anslutningstäthet “av alla tillgängliga tekniker”, sa Srouji.
En kiselmellanläggare är i grunden en sammankoppling i paketet som förenar de två matriserna som används i M1 Ultra. (Jag antar att Apple kunde ha använt TSMC-en 3DFabric teknik för att uppnå UltraFusion.)
Apple vann vad som verkar vara dess första relaterade designpatentet i mars 2021, även om arbetet började tidigare. Deras tillvägagångssätt är inte unikt; AMD och andra har också utvecklat interposer interconnect-teknologi för kisel för sina PC-chips. Men Apples anspråk på att uppnå en överlägsen lösning kommer att ge resonans.
Apple säger att dess teknik möts
En annan viktig del av Apples uppfinning är att utvecklare inte behöver skriva om sin kod för att använda denna kraft; UltraFusion innebär att på systemnivå ser Mac-chippet som en enda processor, inte två.
Vad detta betyder i praktiken är att applikationer kan komma åt dubbelt så många transistorer och dubbla prestanda, effektivitet och GPU-kärnor, utan att behöva några kodjusteringar.
Träffa familjen M
Apples processorfamilj erbjuder nu fyra varianter utrustade enligt följande.
M1
Den kritikerrosade M1-processorn levererar:
- 16 miljarder transistorer och en kvadratisk formstorlek på 119 mm.
- 4 prestandakärnor, 12 MB L2-cache.
- 4 effektivitetskärnor med 4 MB L2-cache.
- 8 GPU-kärnor.
- 16 GB DDR4x-minne vid 68 GB/s.
M1 Pro
M1 Pro tar detta vidare, med:
- 33,7 miljarder transistorer på en 240 kvadrat mm dyna.
- 8 prestandakärnor, 24 MB L2-cache.
- 2 effektivitetskärnor med 4 MB L2-cache.
- 16 GPU-kärnor.
- 32 GB DDR5-minne vid 200 GB/s.
M1 Max
M1 Max ger:
- 57 miljarder transistorer i en 420 kvadrat mm array.
- 8 prestandakärnor, 24 MB L2-cache.
- 2 effektivitetskärnor med 4 MB L2-cache.
- 32 GPU-kärnor.
- 64 GB DDR5-minne vid 400 GB/s.
Och nya M1 Ultra
M1 Ultra ger dig:
- 114 miljarder transistorer i en 840 kvadrat mm array.
- 16 prestandakärnor, 48 MB L2-cache.
- 4 effektivitetskärnor med 4 MB L2-cache.
- 64 GPU-kärnor.
- Upp till 128 GB DDR5-minne vid 800 GB/s.
vad det hela betyder
Eftersom M1 Ultra har dubbelt så många kärnor bör den klara även de mest komplexa beräkningsuppgifterna. Faktum är att eftersom M1 Pro redan erbjuder vad de flesta Mac-användare behöver, kommer detta chip oundvikligen att öppna dörren till nya och mycket intensiva upplevelser. När allt kommer omkring borde den prestanda och kraft den kan utnyttja i 3D-design, video och ljudapplikationer också gynna spelandet.
Det är anmärkningsvärt att M1 Ultra också erbjuder 64 grafikkärnor.
Tillsammans innebär denna kombination av teknologier att Apple har kunnat bygga ett chip som är 1,9 gånger kraftfullare än den senaste 12:e generationens Intel Core i9-12900K CPU när båda körs på 60 watt. Med andra ord, högre rå CPU-prestanda uppnås till en bråkdel av strömkostnaderna.
Detta är bra för en enskild användare, men för företag som driver banker med avancerade maskiner har en minskad energiförbrukning betydande affärskostnadsfördelar.
När du kör en applikation kan du också komma åt ett enormt 128 GB enhetligt minne. Eftersom professionella videoproduktionsstudior använder banker av Mac-datorer som utför datorintensiva operationer, är detta en betydande budgetbesparing. Att de dessutom går mycket snabbare gör att investeringar i dessa maskiner blir lite mer än ”ett avrundningsfel” för vissa proffsbutiker, som t.ex. Ben Wood, CCS-analytiker noterade.
Under tiden tillbaka i den verkliga världen.
Vi kan ännu inte veta vad den verkliga effekten av denna åtgärd kommer att bli, men den första Geekbench gör mål Visa att en Mac Studio med en M1 Ultra uppnår en enkärnig poäng på 1 793 och en flerkärnig poäng på 24 055.
Däremot den högre änden
Naturligtvis betyder syntetiska partitur inte mycket när det kommer till verklig användning.
Även om det är sant, kan jag säga att det jag har sett hittills från M-seriens chips tyder starkt på att dessa tester kommer att leda till hastighetsökningar i verkliga applikationer. Med tanke på bytet till M1 praktiskt taget fördubblat prestandan för Adobe-applikationen på MacJag kommer att vara mycket intresserad av att se vad Adobe säger om M1 Ultra i framtiden.
Apple hävdar själv att processorn kommer att erbjuda 3,8x CPU-prestanda, 4,5x GPU-prestanda och 3x snabbare maskininlärning jämfört med de också utmärkta M1 Mac- och Intel iMac-systemen.
[Also read: One year on, developers still love Apple Silicon Macs]
Vad händer sen?
I slutet av sin presentation sa Apple att det hade en Mac till att presentera, men sa att det skulle bli en annan gång.
Många antar att detta kommer att vara Mac Pro, men vi kan inte vara säkra på om företaget tänker använda M1 Ultra på den datorn eller om det har andra planer. Jag tror att det är troligt att Apple kommer att optimera M1 Ultras design ytterligare och öka hastigheten för att dra fördel av den ytterligare värmehantering som finns på Mac Pro.
Apples främsta kiselingenjör anspelade på designförbättringar under sin presentation, och det finns ett erkännande inom branschen att vi närmar oss ändliga gränser när det gäller processorteknik. Det betyder att framtida förbättringar i allt högre grad kommer att fokusera på formdesign, förpackning och arkitektur, och är troligen ytterligare en anledning till att Apple utvecklade UltraFusion: Detta är en väg mot större innovation inom chipdesign.
Enat minne och fortsatt förlängning av det som går in i SoC (som att lägga till Apples egen 5G-modemdesign) kommer att släppa lös ytterligare utveckling, liksom inkluderingen av en GPU i samma processor.
Apple bör också vara i stånd att introducera M-seriens processorer baserade på 3nm designprocesser när den börjar migrera till 3nm tillverkning 2023-24. Detta kommer oundvikligen att tillåta den att införa ytterligare kraft-, prestanda- och effektivitetsförbättringar, även när resten av branschen långsamt går mot 5nm-chips.
Vad verksamheten tycker
Wedbush-analytiker Daniel Ives noterar att M1 Ultra är 7 gånger snabbare än M1 berättade för kunderna Detta representerar “en häpnadsväckande teknisk prestation som är ytterligare en möjlighet över hela linjen för chip-trogna som Intel, eftersom Apple slår chipföretagen i deras eget spel på skrivbordsfronten.”
“Apple har redan satt en ganska hög ribba med M1 Max och siktar nu på att överträffa den med M1 Ultra. Och om de kan uppfylla dessa mål kommer de att ha satt en ny höjdpunkt för SoC-design två gånger på bara 6 månader. “Det här är verkligen spännande tider”, skrev han. anandtech.
Men en stor fråga förblir obesvarad: varför väger Mac Studio med en M1 Ultra 2 pund mer än den med en M1 Max? Svaret är tydligen att de båda har samma 370-watts inbyggda strömförsörjning. Den extra vikten återspeglar M1 Ultra-modellen som innehåller en större termisk kopparmodul jämfört med M1 Max Mac Studio, som använder en kylfläns av aluminium.
