科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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M1系列芯片終于落幕，M1Ultra的出現(xiàn)讓人驚鴻一瞥（Peek），也明示了M系芯片將會(huì)繼續(xù)巔峰下去（Peak）。面對(duì)物理工藝節(jié)點(diǎn)即將達(dá)到物理極限，蘋果芯片設(shè)計(jì)師用了一個(gè)簡(jiǎn)單的「1+1」解決了一系列的芯片設(shè)計(jì)難題。1Ultra=2Max，M
M1 系列芯片終于落幕，M1 Ultra 的出現(xiàn)讓人驚鴻一瞥（Peek），也明示了 M 系芯片將會(huì)繼續(xù)巔峰下去（Peak）。
面對(duì)物理工藝節(jié)點(diǎn)即將達(dá)到物理極限，蘋果芯片設(shè)計(jì)師用了一個(gè)簡(jiǎn)單的「1+1」解決了一系列的芯片設(shè)計(jì)難題。
1 Ultra = 2 Max，M1 成了計(jì)量單位
在 M1 Ultra 發(fā)布前，蘋果官網(wǎng)的 M1 Max 架構(gòu)圖并未展示出「高速總線」。
反而是由民間 DIY 愛好者所發(fā)現(xiàn)，并大膽的猜測(cè)這是為后續(xù)「拼接」芯片所預(yù)留。彼時(shí)猜測(cè)便是一則高速總線用來串聯(lián)多塊 M1 Max。
M1 Ultra 的確也是如此，通過預(yù)留的區(qū)域拼接在一起，同樣，兩枚芯片之間的數(shù)據(jù)互通，也經(jīng)由拼接在一起的硅介質(zhì)。
蘋果也給它取了個(gè)很蘋果的名字，稱為 UltraFusion。依稀記得 Fusion 這個(gè)詞上次被提及，還是在 iMac 上的 Fusion Drive，只不過上次結(jié)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(gòu)，其實(shí)就是無數(shù)的硅介質(zhì)通道.
其實(shí)，一臺(tái)設(shè)備用上多枚芯片并非蘋果首創(chuàng)，跟曾經(jīng)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(gòu)猶如統(tǒng)一內(nèi)存一樣，擺脫了數(shù)據(jù)經(jīng)由主板連接的讀寫性能和能效損耗。
▲ M1 Ultra 規(guī)格簡(jiǎn)介.
M1 Ultra 內(nèi)的兩枚 M1 Max 可以實(shí)現(xiàn) 2.5TB/s 的低延遲互聯(lián)帶寬。
不同于 M1 Pro、M1 Max 的多種規(guī)格，簡(jiǎn)單芯片加倍的 M1 Ultra 共有兩種規(guī)格。
與之對(duì)應(yīng)的就是砍半的 M1 Max。
從這里來看，M1 Ultra 的出現(xiàn)應(yīng)該歸功于封裝技術(shù)，而非是芯片生產(chǎn)。通俗易懂地可以這樣說是，蘋果在設(shè)計(jì) M1 Max 時(shí)，預(yù)留了「涂膠水」的位置，「一拍即合」。
從 M1 出現(xiàn)，到 M1 Pro、M1 Max 再到 M1 Ultra，蘋果的 M 系芯片以 ARM 架構(gòu)的高能效比為基礎(chǔ)，加入了令人嘖嘖稱奇的「統(tǒng)一內(nèi)存」、「UltraFusion 架構(gòu)」，誕生的 SoC 足以顛覆傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)。
這創(chuàng)新的想法，蘋果架構(gòu)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(dú)自研發(fā) A 芯片的「巨人」肩膀之上。而曾經(jīng)下定投入海量資源決心自研芯片，自然是源自喬布斯對(duì)完美產(chǎn)品的追求。
▲ 蘋果芯片架構(gòu)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(zhuǎn)向 ARM 陣營(yíng)的期限，還有幾個(gè)月的時(shí)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(huì)是過渡期中最后和最強(qiáng)大的 M 芯片。
兩年之約，M1 Ultra 并非是終章
芯片架構(gòu)陣營(yíng)轉(zhuǎn)換，蘋果有過一次經(jīng)驗(yàn)，但從 X86 轉(zhuǎn)到 ARM 如此的順利，實(shí)屬罕見。
似乎無路可走，未來愈發(fā)不明朗了？
M1 系列芯片徹底解放了產(chǎn)品形態(tài)，蘋果能夠以 Pro Workflow 團(tuán)隊(duì)的一些特定需求來解決 Mac 產(chǎn)品的形態(tài)，Mac 的產(chǎn)品定義和形態(tài)不再受芯片能效掣肘。
M1 Ultra 有著兩倍的 M1 Max 性能，但對(duì)于蘋果來說，它還不夠 Pro，僅僅可以達(dá)到 Studio 等級(jí) 。
在 Mac Studio 對(duì)外公布之后，Geekbench 數(shù)據(jù)庫中也出現(xiàn)了 M1 Ultra 的跑分，單核心 1793 的分?jǐn)?shù)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(xù)更強(qiáng)的 M 芯片不斷上探 Studio 工作室級(jí)和 Pro 專業(yè)級(jí)市場(chǎng)，增加行業(yè)影響力之時(shí)，M1 芯片也開始被下放至 iPad，不斷提升市場(chǎng)占有率。
除了「雙路 M1 Max」的 M1 Ultra，M1 也下放到 iPad Air 產(chǎn)品線中，無形之中降低了 M 芯片的準(zhǔn)入門檻。而平板市場(chǎng)的回暖，也讓 iPad 收益，一舉奪得 2021 年全球平板電腦市場(chǎng)，34.2% 的市場(chǎng)份額比第二、第三的三星和聯(lián)想加起來都多，數(shù)據(jù)來自 IDC。
搭載 M1 芯片的 iPad Air 5 也會(huì)是 iPad 的出貨主力，M 芯片的市場(chǎng)占有率自然也會(huì)大幅提升，繼續(xù)強(qiáng)化 M 芯片認(rèn)知度。
臨近兩年之約的節(jié)點(diǎn)，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(tǒng)統(tǒng)更新了個(gè)遍，與從 Power 轉(zhuǎn)到 Intel 的歷史進(jìn)程保持一致。
▲ 2020 年 12 月份，Adobe 發(fā)布了 ARM 版 Lightroom.
另一層面上，經(jīng)營(yíng)十幾載的蘋果生態(tài)也有了空前號(hào)召力，除了一些行業(yè)軟件和游戲外，大眾的、專業(yè)的軟件在過渡期內(nèi)幾乎齊齊的開發(fā)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(gè)過渡期來說，M1 Ultra 可能只是個(gè)「高潮」，而非終結(jié)。
一錘定音的必定是 Mac Pro。
M 芯片的巨型恐龍化只是個(gè)表象
兩塊 M1 Max 拼接成的 M1 Ultra 已經(jīng)超過英偉達(dá)頂級(jí) GPU GA100 芯片面積（826mm2），成為當(dāng)下消費(fèi)級(jí)最大的芯片。
▲ 面積可觀的 M1 Max.
其實(shí)，單個(gè) M1 Max 芯片 432mm2 的面積就已經(jīng)十分可觀，幾乎無限接近了 500mm2。面積再大，芯片設(shè)計(jì)良率會(huì)急轉(zhuǎn)直下，如 700mm2 的設(shè)計(jì)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(fā)先進(jìn)的工藝制程也讓芯片生產(chǎn)成本陡升。根據(jù) IBS 所公布的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì) 3nm 芯片預(yù)計(jì)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(zhuǎn)入 3nm 的話，設(shè)計(jì)成本可能就要增加 50%。
似乎無路可走，未來愈發(fā)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(shù)。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(yùn)用舊工藝（如 7nm 芯片），小型化的芯片（CPU），利用先進(jìn)的封裝工藝進(jìn)行混裝，靈活度很高。
Chiplet 的優(yōu)勢(shì)便是降低成本，擺脫對(duì)先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的依賴，甚至可以彎道超車。不過，Chiplet 是將芯片 2D、3D 堆疊，對(duì)于熱管理設(shè)計(jì)和熱功耗的控制更為嚴(yán)格。
▲ AMD 基于 3D Chiplet 封裝的 Ryzen 9 5900X CPU.
但這些劣勢(shì)在本身功耗比俱佳的 M 芯片上，似乎成為了進(jìn)入 Chiplet 的一則優(yōu)勢(shì)。
在確定 M1 Ultra 會(huì)是 M1 系列最后一枚芯片時(shí)，也使此前猜測(cè)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(fā)布之前，民間大神猜想的 M1 芯片升級(jí)之路。圖片來自：Twitter
相對(duì)來說，在保證數(shù)據(jù)高速傳輸以及統(tǒng)一內(nèi)存的桎梏下，四枚 M1 Max 的組合對(duì) UltraFusion 架構(gòu)的設(shè)計(jì)要求更高，但不排除在實(shí)驗(yàn)室中蘋果已經(jīng)有了相應(yīng)的芯片構(gòu)想和與之相配的平臺(tái)。
只是以現(xiàn)階段，傳統(tǒng)的工藝制程節(jié)點(diǎn)升級(jí)仍然是個(gè)較為穩(wěn)妥的選擇，繼續(xù)依靠 4nm、3nm 的先進(jìn)制程繼續(xù)提升晶體管數(shù)量，與之完成相應(yīng)的處理器升級(jí)。
同樣地，后續(xù)的 M 芯片也極有可能與 M1 系列看齊，一代四枚，最高等級(jí)停留在 Ultra 上。但并不排除蘋果在某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)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(gè) Pro 后綴的產(chǎn)品之中。
讓行業(yè)嘆息、消費(fèi)者驚嘆的芯片壁壘
在談及蘋果產(chǎn)品的時(shí)候，我們更傾向于「生態(tài)」優(yōu)勢(shì)。我們被它的軟件生態(tài)所捆綁，設(shè)備間工作流的無縫切換，數(shù)據(jù)通過 iCloud 無縫流轉(zhuǎn)，用上 iPhone、Mac、iPad 就再也不想換陣營(yíng)，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(yōu)渥的生態(tài)？不是封閉，不是優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，也不是強(qiáng)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(xiàn)在 A13 芯片依然能夠跟 Android 陣營(yíng)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(gè) V8。
在蘋果產(chǎn)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(yàn)，并在此基礎(chǔ)上建立出了所謂的生態(tài)。
A 系、M 系芯片壁壘才是蘋果產(chǎn)品最強(qiáng)最大的優(yōu)勢(shì)所在，讓同類型產(chǎn)品難以望其項(xiàng)背。
丁夕明