Apple自有晶片再次驚艷 M1 Ultra秀頂尖效能

作者: 廖專崇
2022 年 03 月 15 日

蘋果2022春季發表會3/9登場,全新的M1 Ultra晶片登場,採用5奈米製程,透過UltraFusion封裝架構,連結兩個M1 Max裸晶,軟體視為單一晶片,並整合20個CPU運算核心,64個繪圖處理器(GPU)核心、128GB統一記憶體與800GB/s記憶體頻寬。在相同的功率範圍內輸出的效能最多能較M1 Max高出90%,同時耗電量更低。

Apple M1 Ultra採用TSMC 5奈米製程,運算效能突出

提升性能最常見的方法是用主機板連接兩顆晶片,但通常會產生相應的龐大代價,包括延遲變高、頻寬降低以及耗能增加。蘋果表示,M1 Ultra使用的UltraFusion封裝架構連結兩顆M1 Max晶片的裸晶,採用矽中介板連接這些晶片,可同時傳遞超過10,000個訊號,提供每秒2.5TB的低延遲和處理器間頻寬。這使得M1 Ultra可以有效運作,並被軟體視為單一晶片,開發人員因此無須重寫程式碼就能發揮其性能。整個晶片滿載1,140億個電晶體,超越過去任何一款個人電腦處裡器。

Apple M1 Ultra採用TSMC 5奈米製程,運算效能突出

M1 Ultra搭載20核心CPU,包括16個高效能核心,以及4個高節能核心,帶來比同功率範圍內最快的16核心桌上型PC CPU高出90%的多執行緒性能。此外,M1 Ultra只需使用比PC晶片少100瓦的功耗,就能達到PC的峰值性能,耗電量更低,風扇可安靜運作。

M1 Ultra搭載20核心CPU,包括16個高效能核心以及4個高節能核心

而為滿足最密集的繪圖處理需求,如3D算圖和複雜的圖像處理,M1 Ultra搭載了64核心GPU,是M1的8倍,性能比市面上頂尖的PC GPU還快,功耗卻少了200瓦。

Apple的統一記憶體架構也因M1 Ultra而升級。記憶體頻寬增加至每秒800GB,是上一代桌上型PC晶片的10倍以上,M1 Ultra也能配置128GB的統一記憶體。與容量達48GB的PC顯示卡相比,M1 Ultra的繪圖記憶體可支援大量使用GPU的工作流程,例如複雜的3D幾何圖形及大量場景算圖。

M1 Ultra滿載1,140億個電晶體,並支援128GB快速統一記憶體

 M1 Ultra的32核心神經網路引擎每秒運算次數可達22兆,M1 Ultra的媒體引擎性能是M1 Max的兩倍,可以處裡更多ProRes影片編碼和解碼通量。搭載M1 Ultra的Mac Studio能播放18道的8K ProRes 422影片。M1 Ultra也整合Apple自訂技術,例如可以驅動多部外接顯示器的顯示引擎、整合式Thunderbolt 4控制器,以及安全防護,包括「安全隔離區」、硬體驗證安全開機,以及執行期間的防漏洞技術。

M1 Ultra比同功率範圍內最快的16核心桌上型PC晶片高出90%的多執行緒性能

Apple已為幾乎目前全系列Mac配備Apple晶片,包括M1、M1 Pro、M1 Max到最新的M1 Ultra,這些採用RISC架構的晶片,可能是終結x86架構在PC/NB市場獨霸的最佳機會,而這些晶片全部都是由台積電代工生產,Apple這種自行開發晶片的模式,是否對未來處理器產業帶來永久性的改變,非常值得深入觀察。

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