M1系列晶片終於落幕,M1Ultra的出現讓人驚鴻一瞥,也明示了M系晶片將會繼續巔峰下去。
面對物理工藝節點即將達到物理極限,蘋果晶片設計師用了一個簡單的「1+1」解決了一系列的晶片設計難題。
1Ultra=2Max,M1成了計量單位
在M1 Ultra發布前,蘋果官網的M1 Max架構圖並未展示出「高速總線」。
反而是由民間DIY愛好者所發現,並大膽的猜測這是為後續「拼接」晶片所預留。彼時猜測便是一則高速總線用來串聯多塊M1 Max。
M1 Ultra的確也是如此,通過預留的區域拼接在一起,同樣,兩枚晶片之間的數據互通,也經由拼接在一起的矽介質。
蘋果也給它取了個很蘋果的名字,稱為Ultra Fusion。依稀記得Fusion這個詞上次被提及,還是在iMac上的Fusion Drive,只不過上次結合的是硬盤,而這次是晶片,Ultra(極致)了一些。
其實,一台裝置用上多枚晶片並非蘋果首創,跟曾經的雙路泰坦、四路泰坦有些類似。
只不過,蘋果做了一些微小的工作,Ultra Fusion架構猶如統一RAM一樣,擺脫了數據經由主板連接的讀寫性能和能效損耗。
M1 Ultra內的兩枚M1 Max可以實現2.5TB/s的低延遲互聯頻寬。
不同於M1Pro、M1Max的多種規格,簡單晶片加倍的M1Ultra共有兩種規格。
- 丐版M1Ultra:20核心CPU、48核心GPU、32核心神經引擎、64GB統一RAM
- M1Ultra:20核心CPU、64核心GPU、32核心神經引擎、128GB統一RAM
與之對應的就是砍半的M1Max。
從這裡來看,M1Ultra的出現應該歸功於封裝技術,而非是晶片生產。通俗易懂地可以這樣說是,蘋果在設計M1Max時,預留了「塗膠水」的位置,「一拍即合」。
從M1出現,到M1Pro、M1Max再到M1Ultra,蘋果的M系晶片以ARM架構的高能效比為基礎,加入了令人嘖嘖稱奇的「統一RAM」、「Ultra Fusion架構」,誕生的SoC足以顛覆傳統的晶片設計。
這創新的想法,蘋果架構師蒂姆・米勒特(Tim Millet)曾在訪談中表示,一切都是站在蘋果十幾年獨自研發A晶片的「巨人」肩膀之上。而曾經下定投入海量資源決心自研晶片,自然是源自賈伯斯對完美產品的追求。
在今早凌晨,Tim Millet肯定的說,M1Ultra是最後的M1晶片,但距離兩年從X86轉向ARM陣營的期限,還有幾個月的時間,而Mac系列裡也差最後一塊「一錘定音」的拼圖。
Mac Studio並非承接自Intel版本的MacPro,而M1Ultra也不會是過渡期中最後和最強大的M晶片。
兩年之約,M1Ultra並非是終章
晶片架構陣營轉換,蘋果有過一次經驗,但從X86轉到ARM如此的順利,實屬罕見。
M1系列晶片徹底解放了產品形態,蘋果能夠以Pro Work flow團隊的一些特定需求來解決Mac產品的形態,Mac的產品定義和形態不再受晶片能效掣肘。
M1Ultra有著兩倍的M1Max性能,但對於蘋果來說,它還不夠Pro,僅僅可以達到Studio等級。
在Mac Studio對外公佈之後,Geek bench數據庫中也出現了M1Ultra的跑分,單核心1793的分數與M1Max接近,但多核心性能直接來到24055,與AMD Ryzen 3960X線程撕裂者差不多。
而至於蘋果口中的M晶片MacPro或許只有M2Ultra可解了。
在M1 Ultra和後續更強的M晶片不斷上探Studio工作室級和Pro專業級市場,增加行業影響力之時,M1晶片也開始被下放至iPad,不斷提升市場佔有率。
除了「雙路M1 Max」的M1 Ultra,M1也下放到iPad Air產品線中,無形之中降低了M晶片的准入門檻。而平板市場的回暖,也讓iPad收益,一舉奪得2021年全球平板電腦市場,34.2%的市場份額比第二、第三的三星和聯想加起來都多,數據來自IDC。
搭載M1晶片的iPad Air 5也會是iPad的出貨主力,M晶片的市場佔有率自然也會大幅提升,繼續強化M晶片認知度。
臨近兩年之約的節點,蘋果顯然加快了M晶片的佈局頻率,iPad Air、iPad Pro、MacBook Air、Mac Book Pro、Macmini、Mac Studio,能放M晶片的統統更新了個遍,與從Power轉到Intel的歷史進程保持一致。
另一層面上,經營十幾載的蘋果生態也有了空前號召力,除了一些行業軟體和遊戲外,大眾的、專業的軟體在過渡期內幾乎齊齊的開發出了原生ARM版本,甚至微軟的一眾office套件也逐一適配。
凌晨的M1Ultra可以說是M1系列中最後的一塊晶片,但以「兩年之約」這個過渡期來說,M1Ultra可能只是個「高潮」,而非終結。
一錘定音的必定是MacPro。
M晶片的巨型恐龍化只是個表象
兩塊M1Max拼接成的M1Ultra已經超過輝達頂級GPUGA100晶片面積(826mm²),成為當下消費級最大的晶片。
其實,單個M1Max晶片432mm²的面積就已經十分可觀,幾乎無限接近了500mm²。面積再大,晶片設計良率會急轉直下,如700mm²的設計合格率大概只有30%,縮小到150mm²良品率就飆升到80%。
另一方面,愈發先進的工藝製程也讓晶片生產成本陡升。根據IBS所公佈的數據,設計3nm晶片預計將耗資5.9億美元,而5nm只要4.16億美元,7nm為2.17億美元,28nm不過才4000萬美元。倘若蘋果M晶片全面轉入3nm的話,設計成本可能就要增加50%。
似乎無路可走,未來愈發不明朗了?
雖然僅僅是兩枚晶片的拼接封裝,M1Ultra成型的理念有些類似AMD的Chiplet(小晶片)技術。只不過,蘋果用的是兩枚超大晶片。
不同於蘋果,Chiplet更多是運用舊工藝(如7nm晶片),小型化的晶片(CPU),利用先進的封裝工藝進行混裝,靈活度很高。
Chiplet的優勢便是降低成本,擺脫對先進工藝節點的依賴,甚至可以彎道超車。不過,Chiplet是將晶片2D、3D堆疊,對於熱管理設計和熱功耗的控制更為嚴格。
但這些劣勢在本身功耗比俱佳的M晶片上,似乎成為了進入Chiplet的一則優勢。
在確定M1Ultra會是M1系列最後一枚晶片時,也使此前猜測的四枚M1Max拼接的巨型晶片自然也停留在了猜想階段。
相對來說,在保證數據高速傳輸以及統一RAM的桎梏下,四枚M1Max的組合對Ultra Fusion架構的設計要求更高,但不排除在實驗室中蘋果已經有了相應的晶片構想和與之相配的平台。
只是以現階段,傳統的工藝製程節點升級仍然是個較為穩妥的選擇,繼續依靠4nm、3nm的先進製程繼續提升晶體管數量,與之完成相應的處理器升級。
同樣地,後續的M晶片也極有可能與M1系列看齊,一代四枚,最高等級停留在Ultra上。但並不排除蘋果在某個時間節點拿出一塊擁有M系列和A系列晶片組成的超大SoC塞入一個Pro後綴的產品之中。
讓行業嘆息、消費者驚嘆的晶片壁壘
在談及蘋果產品的時候,我們更傾向於「生態」優勢。我們被它的軟體生態所捆綁,裝置間工作流的無縫切換,數據通過iCloud無縫流轉,用上iPhone、Mac、iPad就再也不想換陣營,樂不思蜀。
是什麼造就了蘋果完善、緊密、優渥的生態?不是封閉,不是優秀的設計,也不是強大的硬件,而是早就佈局十幾載的晶片。
蘋果可以為了前置鏡頭的人物居中,空間音訊,喚醒Siri等功能,將一枚A13晶片塞入Studio Display裡。而即使放在現在A13晶片依然能夠跟Android陣營的主流SoC打的有去有回。
同樣也可以為了5G,給iPhoneSE3塞入一枚A15,這就好比在五菱宏光裡塞一個V8。
在蘋果產品中,自研晶片幾乎無處不在。
無論是前無古人的M1系列晶片,還是逐步下放到IoT的A系晶片,使蘋果的硬體擁有了幾近一致的體驗,並在此基礎上建立出了所謂的生態。
A系、M系晶片壁壘才是蘋果產品最強最大的優勢所在,讓同類型產品難以望其項背。
本文授權轉載自:愛范兒 ifanr
責任編輯:傅珮晴、錢玉紘