2022/03/10 16:47

泽南、杜伟编辑

苹果M1最终形态：1140亿晶体管，超越i9+3090，完全体售价6万

苹果 M1 系列芯片最后的一个型号，拿两块 M1 Max 直接拼起来，苹果说它「会改变业界游戏规则」。

今天凌晨，苹果在线上举办了 2022 年春季发布会。会上，苹果推出了很多新品，包括全新苍岭绿色版 iPhone 13 和 13 Pro 系列、A15 和 5G 加持的 iPhone SE 3、搭载 M1 芯片的 iPad Air 5 等。不过，最值得关注的还是 M1 Max 芯片的升级版——M1 Ultra 以及搭载这款芯片的全新 Mac 产品——Mac Studio。

M1 Ultra 创新性地采用了封装架构 UltraFusion，它将两个 M1 Max 芯片的管芯相连，制造出了具有前所未有性能和功能的片上系统（SoC）。

M1 Ultra 由 1140 亿个晶体管组成，是个人计算机芯片中有史以来最多的，这个数字是 M1 的 7 倍。

M1 Ultra 的双芯片结构实现了 800GB/s 的带宽，可配置高达 128GB 的低延迟统一内存，是如今桌面电脑的 10 倍。

该芯片内含 20 核 CPU，其中 16 性能核和 4 能效核；64 核 GPU，速度是 M1 的 8 倍.

最后还有 32 核的神经网络引擎，为开发人员编译代码提供惊人的每秒 22 万亿 ops 性能，使得艺术家可以在以前无法渲染的巨大 3D 环境中工作，并且视频专业人士将视频转码为 ProRes 的速度比使用 Afterburner 的 28 核 Mac Pro 快 5.6 倍。

从 Geekbench 网站上的 M1 Ultra 跑分成绩来看，在 Geekbench 5 基准测试下，单核跑分为 1793，多核跑分为 24055。

苹果硬件技术高级副总裁 Johny Srouji 表示，「通过 UltraFusion 封装架构将两个 M1 Max 芯片相连，我们可以将苹果芯片扩展到前所未有的新高度。M1 Ultra 完善了 M1 系列芯片，并凭借强大的 CPU、GPU、不可思议的神经引擎、ProRes 硬件加速和巨量统一内存，成为了世界上最强大的个人计算机芯片。」

目前，苹果几乎已经在每台 Mac 产品中使用了自研芯片，包括 M1、M1 Pro、M1 Max 和今天推出的 M1 Ultra，它们都赋予了 Mac 不可思议的强大性能

突破性的 UltraFusion 架构

苹果的旗舰级处理器 M1 Ultra，其实是由两块成型的 M1 Max 拼接而成的。为了实现这样的操作，苹果在芯片之间使用了特殊定制的封装架构 UltraFusion 连接。

在以往，聚合多芯片算力的方法通常是通过主板，但这种方法存在通信延迟、带宽瓶颈，也会增加功耗。苹果 UltraFusion 链接更加直接，其使用硅中间层实现晶粒到晶粒级别的拼接，可提供 2.5TB/s 的低延迟处理器间带宽，是业内领先的多芯片互连技术带宽的 4 倍以上。

在如今新制程升级困难、良率降低，芯片速度增长缓慢的情况下，「拼合」的方法在大幅提高算力的同时提高了良率，使得大芯片价格不至于指数级增长，看起来是个有效的升级方式。

苹果表示，这使得 M1 Ultra 能够作为一块芯片运行并被软件识别，因此开发人员无需重写代码即可利用其性能，这是以往从来没有过的事情。

前所未有的性能功耗比

M1 Ultra 配备了功能异常强大的 20 核心 CPU，包括 16 个性能核心和 4 个能效核心。并且，和目前最强大的 10 核桌面处理器（i5-12600K）相比，获得同样性能时功耗减少 65%。而在相同功率范围内，M1 Ultra 的多线程性能比现有最快的 16 核桌面电脑芯片高 90%。

此外，M1 Ultra 用比英特尔酷睿 i9 12900K 少 100 瓦的功耗，达到了当今 PC 芯片的最高性能。这种惊人的效率意味着它耗能更好且风扇能够安静地运行。

对于大多数图形密集型需求，如 3D 渲染和复杂的图像处理，M1 Ultra 拥有 64 核 GPU，是 M1 的 8 倍。和 X86 的机器对比的话，获得和 RTX 3060Ti 相同的算力只需 1/3 功耗。和最高端的台式机 GPU RTX 3090 比，性能更高，功耗还少 200 瓦。

同时超越英特尔酷睿 i9 + 英伟达 RTX3090，不知道苹果比的是什么任务，应该是视频剪辑？

苹果的统一内存架构也通过 M1 Ultra 实现了扩展，内存宽带增加到了 800GB/s，是最新桌面芯片的 10 倍以上，并且可以配置 128GB 统一内存。与 48GB 内存的最强大 PC 显卡相比，M1 Ultra 的显存可以支持巨大的 GPU 密集型工作负载，例如处理极端 3D 几何图形和渲染大量场景。

M1 Ultra 具有 32 核神经网络引擎，每秒运行高达 22 万亿次运算，可以加速完成最具挑战性的机器学习任务。

M1 Ultra 的媒体引擎性能是 M1 Max 的两倍，提供了前所未有的 ProRes 视频编解码吞吐量。事实上，搭载了 M1 Ultra 的 Mac Studio 最多可以播放 18 条 8K ProRes 422 视频流，这是其他芯片无法做到的。

M1 Ultra 还集成了一系列其他定制化苹果技术，例如能够驱动多个外部显示器的显示引擎、集成的 Thunderbolt 4 控制器和一流的安全性能，包括苹果最新的 Secure Enclave 功能、硬件验证的安全启动和运行时反漏洞利用技术。

Mac Studio：完全体卖 8000 美元

M1 Ultra 是「台式机处理器性能的天花板」，那么搭载这种芯片的电脑多少钱才能买到呢？

在发布会上，苹果公布了一系列新产品，新款 Mac Studio 内置 M1 Ultra 处理器。但这台高端机并不便宜：入门型号（只有 M1 Max 芯片）为 14999 元人民币，最便宜的 M1 Ultra 版本起价 29999 元，想要获得一台配置齐全的机器会让人大开眼界——足足 6 万块钱（7999 美元），这还没算键盘鼠标显示器。

如官网所示，可以增加的配置包括 64 核 GPU 的完全体 M1 Ultra、128GB 内存和 8TB 固态硬盘。不过这算不上低性价比产品：如果你选择用笔记本的话，一台 M1 Max 芯片、64G 内存、8T 硬盘的 MacBook Pro 16 得卖 45999 元。

从转向 Arm 架构开始到现在，苹果只用了 2 年时间就实现了 CPU、GPU 性能领先，你能用如此强大的 M1 Ultra 做什么？苹果给出答案是——造梦。

参考链接：

https://browser.geekbench.com/v5/cpu/13330272

https://www.apple.com/newsroom/2022/03/apple-unveils-m1-ultra-the-worlds-most-powerful-chip-for-a-personal-computer/

https://www.youtube.com/watch?v=CUwg_JoNHpo

产业苹果M1

相关技术

推理网络 OpenCV

机器学习技术

机器学习是人工智能的一个分支，是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、计算复杂性理论等多门学科。机器学习理论主要是设计和分析一些让计算机可以自动“学习”的算法。因为学习算法中涉及了大量的统计学理论，机器学习与推断统计学联系尤为密切，也被称为统计学习理论。算法设计方面，机器学习理论关注可以实现的，行之有效的学习算法。

来源：Mitchell, T. (1997). Machine Learning. McGraw Hill.

基准技术

一种简单的模型或启发法，用作比较模型效果时的参考点。基准有助于模型开发者针对特定问题量化最低预期效果。

来源：Google ML Glossary

神经网络技术

（人工）神经网络是一种起源于 20 世纪 50 年代的监督式机器学习模型，那时候研究者构想了「感知器（perceptron）」的想法。这一领域的研究者通常被称为「联结主义者（Connectionist）」，因为这种模型模拟了人脑的功能。神经网络模型通常是通过反向传播算法应用梯度下降训练的。目前神经网络有两大主要类型，它们都是前馈神经网络：卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN），其中 RNN 又包含长短期记忆（LSTM）、门控循环单元（GRU）等等。深度学习是一种主要应用于神经网络帮助其取得更好结果的技术。尽管神经网络主要用于监督学习，但也有一些为无监督学习设计的变体，比如自动编码器和生成对抗网络（GAN）。

来源：机器之心

图像处理技术

图像处理是指对图像进行分析、加工和处理，使其满足视觉、心理或其他要求的技术。图像处理是信号处理在图像领域上的一个应用。目前大多数的图像均是以数字形式存储，因而图像处理很多情况下指数字图像处理。

来源：维基百科

5G技术

第五代移动通信系统（5th generation mobile networks），简称5G，是4G系统后的延伸。美国时间2018年6月13日，圣地牙哥3GPP会议订下第一个国际5G标准。由于物理波段的限制，5G 的网络也将会与其他通信技术并用，包含长距离的其他传统电信波段。