在苹果春季发布会展示性能的环节，苹果没有让人失望，展示了M1的最后一个版本，也是一个让人有些意外的版本，M1 Ultra。如果说异构系统在业内其实不足为奇，那么在消费端大规模批量生产多芯片互联产品确实罕见。特别是当我们认为台积电N5工艺在苹果M1芯片发挥下接近极限的时候，苹果通过扩大芯片面积让我们看到了一个新可能性。
毫无疑问的是，M1 Ultra将会成为近段时间最有意思的消费级SoC之一，它不仅仅与市售的消费级SoC都不一样，同时也展示出了在CPU、GPU多线程性能的另外一场豪赌。在这场赌注中M1 Ultra应该被报以什么样的期望？现在不妨让我们来讨论一番。
M1 Max乘以2
M1 Ultra本质上就是2个M1 Max的管芯连接，从而实现1140亿个晶体管，要知道曾经最大消费芯片的NVIDIA GeForce RTX 3090的GA102也仅包含283亿个晶体管，不得不感叹技术的极速进步。
由于M1 Max基本架构其实相当明了，在M1 Ultra的宣传上其实也没有增加任何新功能描述，苹果只强调了M1 Ultra能够允许程序员将其当成1个芯片来对待，从而避免了多芯片在程序上调用的麻烦。
双M1 Max叠加似的M1 Ultra的纸面参数几乎完全翻了一倍，包括两倍的CPU内核，两倍的GPU内核，两倍的神经网络以及两倍的LPDDR5通道，I/O外围也直接乘以2。
以CPU为例，M1 Ultra拥有20个CPU内核，包括16个性能核心Firestorm和4个效率核心Icestorm。考虑到目前M1 Ultra只运用在台式机中，效能核心在Mac Studio上发挥的作用并不大，但仍然能在一定程度上帮助CPU增加吞吐量。
M1 Ultra的发布事实上也按照了苹果一如既往的风格，它没有披露时钟频率，但鉴于在台式机的使用，以及足够的空间散热，M1 Ultra完全有能力将频率再提升一档。但需要注意的是多个Firestorm内核的吞吐量虽然在某些领域名列前茅，但被证明并不擅长单线程工作负载。在架构上，Firestorm也要落后于英特尔的Golden Cove，因此苹果会一如既往的强调在多线程领域，特别是视频编辑领域优与对手。
由于芯片数量乘以2，也意味着M1 Ultra的内存通道数量翻倍，以及内存带宽翻倍。M1 Max拥有16个LPDDR5-6400内存，通过与M1 Ultra封装在一起实现，并最终带来了128GB的内充容量。相对于定位高端工作站Mac Pro而言，这样的容量其实还远远不够，但对于非好莱坞专业型内容创作群体而言，能满足绝大部分情况需求了。
由于M1 Max已经提供了足够大的带宽，双倍带宽可能并不会对CPU实际性能产生太大的影响，相反，对数量翻倍达到64个GPU内核而言，会有不少提升。
在工作站数十年的发展历史中，我们经常能看到多GPU配置糖厂会消耗大量的内部带宽，反倒使得1+1的表现通常只有1.5，其中主要原因是每个GPU都会被当成一个独立的硬件来对待，软件团队需要自行寻找同时使用2个GPU的方法，无异于增加了软件的开发成本。而如果让多个GPU以统一的方式与软件对接，效率自然会提升很多，这也正是苹果在软硬件上同时把控所带来的优势。
事实上，在M1 Ultra之前，已经有很多种方案尝试解决多GPU之间的沟通和调用问题，但从目前看来，苹果M1 Ultra是第一个量产这个想法的公司。
UltraFusion连接技术：并不先进，但有效
苹果在发布M1 Ultra时候强调了2个M1 Max通过自家一个名为UltraFusion的封装架构连接在一起，在事实上属于2.5D芯片封装范畴。实现的方式是，2个M1 Max芯片下方通过一个硅介质作为中介层，以提供超精细的连接线路，在M1 Ultra中，这样的连接超过了1万条，以确保两个M1 Max的超带宽连接性能。
从视频展示的模型来看，苹果在使用某种小型的硅桥接技术，在实践上与英特尔EMIB或者EFB技术方式，后两者已经在市场中运用多年，只不过在消费级产品中比较罕见。
借助UltraFusion，苹果能够在2个M1 Max之间获得2.5TB/s的带宽，这意味着单向将拥有1.25TB/s带宽，并超过了所宣称的DRAM 800GB/s带宽。
在前面我们已经强调了苹果是第一家将2个GPU捆绑在1个SoC并拥有超高带宽的厂商，只要macOS能够与之配合，2个GPU之间的性能分配将会得到妥善的解决。但必须要清楚，两个GPU和CPU之间还是有距离的，如何实现不同内核之间的沟通响应速度，需要在实际发售后进行验证。
M1 Ultra真的超过GeForce RTX 3090了吗？
在发布会中，苹果甚至宣称了M1 Ultra的GPU性能超越了NVIDIA GeForce RTX 3090，100W的功耗表现优于RTX 3090的200W。这个说法看起来是合理的，事实上M1 Ultra投入的1140亿个晶体管也比3090的283亿个多上数倍，即便中间包含了CPU和其他元件的晶体管数量。
台积电N5工艺表现注定超过定价相对低廉的三星8nm定制工艺无疑，因此在同功耗前提下优于RTX 3090的GA102也顺理成章。但必须弄清楚一点，GeForce RTX 3090的诉求是在成本可控的前提下追求性能，并且也没有计划放在笔记本中，这也是苹果宣传手段中讨巧的地方。
对于M1 Ultra GPU的实际性能，我们至少要保留观望的态度，视觉图形计算本身也并非单一的硬件、系统能够实现，中间注定涉及整个行业链的磨合。
写在最后
自从M1发布开始，芯片的接口开始让人愈发的耳目一新。特别是当M1 Ultra不加掩饰的使用1+1=2的方式构建一个全新的产品，并且给予大多数消费者无法接受的价格的时候，不得不感叹，这样的做事风格确实很苹果。
事实上苹果成功让企业端和消费端之间原本相互隔阂的体系，制造出了一场别开生面的错位竞争，主要原因还是得益于苹果对现有市场的自信力和掌控力。
举个例子，UltraFusion的2.5D芯片封装技术实际上落后于行业的尖端水平，但这么做的好处是能在最短的时间内弥补成本和时间的空缺，在大胆想法和实际量产中间找到了一个平衡点，并让潜在人群买单，能端平这碗水并不容易。
在没有任何工艺改进的前提下，苹果在半年内用2个M1 Max构成的M1 Ultra实现了对M1 Max的超越，听起来有点粗糙，但至少从现在来看，是行之有效的。
联系客服
