科技改變生活 · 科技引領未來
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M1系列芯片終于落幕，M1Ultra的出現讓人驚鴻一瞥（Peek），也明示了M系芯片將會繼續巔峰下去（Peak）。面對物理工藝節點即將達到物理極限，蘋果芯片設計師用了一個簡單的「1+1」解決了一系列的芯片設計難題。1Ultra=2Max，M
M1 系列芯片終于落幕，M1 Ultra 的出現讓人驚鴻一瞥（Peek），也明示了 M 系芯片將會繼續巔峰下去（Peak）。
面對物理工藝節點即將達到物理極限，蘋果芯片設計師用了一個簡單的「1+1」解決了一系列的芯片設計難題。
1 Ultra = 2 Max，M1 成了計量單位
在 M1 Ultra 發布前，蘋果官網的 M1 Max 架構圖并未展示出「高速總線」。
反而是由民間 DIY 愛好者所發現，并大膽的猜測這是為后續「拼接」芯片所預留。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，兩枚芯片之間的數據互通，也經由拼接在一起的硅介質。
蘋果也給它取了個很蘋果的名字，稱為 UltraFusion。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，而這次是芯片，Ultra（極致）了一些。
▲ 將兩塊 M1 Max 連接起來的 UltraFusion 架構，其實就是無數的硅介質通道.
其實，一臺設備用上多枚芯片并非蘋果首創，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，UltraFusion 架構猶如統一內存一樣，擺脫了數據經由主板連接的讀寫性能和能效損耗。
▲ M1 Ultra 規格簡介.
M1 Ultra 內的兩枚 M1 Max 可以實現 2.5TB/s 的低延遲互聯帶寬。
不同于 M1 Pro、M1 Max 的多種規格，簡單芯片加倍的 M1 Ultra 共有兩種規格。
與之對應的就是砍半的 M1 Max。
從這里來看，M1 Ultra 的出現應該歸功于封裝技術，而非是芯片生產。通俗易懂地可以這樣說是，蘋果在設計 M1 Max 時，預留了「涂膠水」的位置，「一拍即合」。
從 M1 出現，到 M1 Pro、M1 Max 再到 M1 Ultra，蘋果的 M 系芯片以 ARM 架構的高能效比為基礎，加入了令人嘖嘖稱奇的「統一內存」、「UltraFusion 架構」，誕生的 SoC 足以顛覆傳統的芯片設計。
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 芯片的「巨人」肩膀之上。而曾經下定投入海量資源決心自研芯片，自然是源自喬布斯對完美產品的追求。
▲ 蘋果芯片架構師、副總裁蒂姆?米勒特（Tim Millet）. 圖片來自：Apple
在今早凌晨，Tim Millet 肯定的說，M1 Ultra 是最后的 M1 芯片，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 系列里也差最后一塊「一錘定音」的拼圖。
Mac Studio 并非承接自 Intel 版本的 Mac Pro，而 M1 Ultra 也不會是過渡期中最后和最強大的 M 芯片。
兩年之約，M1 Ultra 并非是終章
芯片架構陣營轉換，蘋果有過一次經驗，但從 X86 轉到 ARM 如此的順利，實屬罕見。
似乎無路可走，未來愈發不明朗了？
M1 系列芯片徹底解放了產品形態，蘋果能夠以 Pro Workflow 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芯片能效掣肘。
M1 Ultra 有著兩倍的 M1 Max 性能，但對于蘋果來說，它還不夠 Pro，僅僅可以達到 Studio 等級 。
在 Mac Studio 對外公布之后，Geekbench 數據庫中也出現了 M1 Ultra 的跑分，單核心 1793 的分數與 M1 Max 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。
而至于蘋果口中的 M 芯片 Mac Pro 或許只有 M2 Ultra 可解了。
▲ 等待更新的 Intel 版 Mac Pro.
在 M1 Ultra 和后續更強的 M 芯片不斷上探 Studio 工作室級和 Pro 專業級市場，增加行業影響力之時，M1 芯片也開始被下放至 iPad，不斷提升市場占有率。
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 芯片的準入門檻。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 芯片的 iPad Air 5 也會是 iPad 的出貨主力，M 芯片的市場占有率自然也會大幅提升，繼續強化 M 芯片認知度。
臨近兩年之約的節點，蘋果顯然加快了 M 芯片的布局頻率，iPad Air、iPad Pro、MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini、Mac Studio，能放 M 芯片的統統更新了個遍，與從 Power 轉到 Intel 的歷史進程保持一致。
▲ 2020 年 12 月份，Adobe 發布了 ARM 版 Lightroom.
另一層面上，經營十幾載的蘋果生態也有了空前號召力，除了一些行業軟件和游戲外，大眾的、專業的軟件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 M1 Ultra 可以說是 M1 系列中最后的一塊芯片，但以「兩年之約」這個過渡期來說，M1 Ultra 可能只是個「高潮」，而非終結。
一錘定音的必定是 Mac Pro。
M 芯片的巨型恐龍化只是個表象
兩塊 M1 Max 拼接成的 M1 Ultra 已經超過英偉達頂級 GPU GA100 芯片面積（826mm2），成為當下消費級最大的芯片。
▲ 面積可觀的 M1 Max.
其實，單個 M1 Max 芯片 432mm2 的面積就已經十分可觀，幾乎無限接近了 500mm2。面積再大，芯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，愈發先進的工藝制程也讓芯片生產成本陡升。根據 IBS 所公布的數據，設計 3nm 芯片預計將耗資 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 芯片全面轉入 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？
雖然僅僅是兩枚芯片的拼接封裝，M1 Ultra 成型的理念有些類似 AMD 的 Chiplet（小芯片）技術。只不過，蘋果用的是兩枚超大芯片。
▲ AMD 基于 Zen 2 的 EPYC 2 (Rome) 處理器。圖片來自：AMD
不同于蘋果，Chiplet 更多是運用舊工藝（如 7nm 芯片），小型化的芯片（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 是將芯片 2D、3D 堆疊，對于熱管理設計和熱功耗的控制更為嚴格。
▲ AMD 基于 3D Chiplet 封裝的 Ryzen 9 5900X CPU.
但這些劣勢在本身功耗比俱佳的 M 芯片上，似乎成為了進入 Chiplet 的一則優勢。
在確定 M1 Ultra 會是 M1 系列最后一枚芯片時，也使此前猜測的四枚 M1 Max 拼接的巨型芯片自然也停留在了猜想階段。
▲ 在 M1 Ultra 發布之前，民間大神猜想的 M1 芯片升級之路。圖片來自：Twitter
相對來說，在保證數據高速傳輸以及統一內存的桎梏下，四枚 M1 Max 的組合對 UltraFusion 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芯片構想和與之相配的平臺。
只是以現階段，傳統的工藝制程節點升級仍然是個較為穩妥的選擇，繼續依靠 4nm、3nm 的先進制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，后續的 M 芯片也極有可能與 M1 系列看齊，一代四枚，最高等級停留在 Ultra 上。但并不排除蘋果在某個時間節點拿出一塊擁有 M 系列和 A 系列芯片組成的超大 SoC 塞入一個 Pro 后綴的產品之中。
讓行業嘆息、消費者驚嘆的芯片壁壘
在談及蘋果產品的時候，我們更傾向于「生態」優勢。我們被它的軟件生態所捆綁，設備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。
▲ 搭載 M 系列芯片的 Mac 們（除了左四的 Studio Display，它搭載的是 A13）.
是什么造就了蘋果完善、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，而是早就布局十幾載的芯片。
蘋果可以為了前置攝像頭的人物居中，空間音頻，喚醒 Siri 等功能，將一枚 A13 芯片塞入 Studio Display 里。而即使放在現在 A13 芯片依然能夠跟 Android 陣營的主流 SoC 打的有去有回。
同樣也可以為了 5G，給 iPhone SE 3 塞入一枚 A15，這就好比在五菱宏光里塞一個 V8。
在蘋果產品中，自研芯片幾乎無處不在。
無論是前無古人的 M1 系列芯片，還是逐步下放到 IoT 的 A 系芯片，使蘋果的硬件擁有了幾近一致的體驗，并在此基礎上建立出了所謂的生態。
A 系、M 系芯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。
丁夕明