如何评价苹果 M1 Ultra 芯片，有哪些值得关注的信息？
为什么说它“硬生生叠在一起”？
这里的“叠在一起”不是那种简单的堆砌。苹果的厉害之处在于，他们用上了自家的“UltraFusion”技术，这是一种封装技术，能够将两个独立的 M1 Max 芯片紧密地连接起来，并且提供一个非常大的互联带宽。你可以理解为，这就像把两个性能强劲的处理器放在同一个底座上，并且给它们装上了超宽频的内部通信通道，让它们之间的信息传递速度快到几乎感觉不到延迟。
这带来了什么直接的好处？
翻倍的性能: 最直接、最显而易见的好处就是性能翻倍。CPU 核心数翻倍，GPU 核心数翻倍，神经网络引擎核心数翻倍，统一内存带宽翻倍，内存容量也翻倍。无论是跑大型专业软件，还是处理高分辨率的视频素材，或是进行复杂的渲染，M1 Ultra 的表现都非常惊人。它不是简单的 1+1=2，在某些情况下，由于高效的协同工作和巨大的资源池，它甚至能带来略高于线性翻倍的效率提升。
吞吐量炸裂: 想象一下有两条超宽的高速公路，而不是一条。M1 Ultra 的 800GB/s 的统一内存带宽，意味着它可以在极短的时间内将大量数据在 CPU、GPU 和神经网络引擎之间进行传输。对于需要频繁加载和处理大量数据的任务，比如剪辑 8K ProRes 视频，或者运行需要庞大纹理集的 3D 应用，这种带宽优势会非常明显。数据不再是瓶颈，而是顺畅流动。
能效比的艺术: 虽然 M1 Ultra 的绝对功耗比 M1 Max 要高，但它在提供如此强大性能的同时，依然保持了苹果 M 系列芯片一贯的令人咋舌的能效比。在同等性能下，它的功耗通常远低于传统的高端桌面级 CPU 和 GPU 组合。这意味着在高性能工作站上，你不需要担心电源的巨大消耗和散热的棘手问题，它依然可以让你在相对安静的环境下完成极其繁重的工作。
有哪些值得关注的信息点？
1. 极致的专业生产力: M1 Ultra 的出现，直接瞄准了那些对计算性能有极致需求的专业用户，例如好莱坞级别的视频剪辑师、3D 动画师、科学计算研究人员，以及那些需要频繁处理海量数据的开发者。它能够轻松应对那些在其他平台上需要昂贵服务器级硬件才能完成的任务。它的表现足以挑战甚至超越许多高端独立显卡和处理器组合。
2. 统一内存架构的潜力释放: 苹果的统一内存架构（Unified Memory Architecture, UMA）是 M1 Ultra 成功的关键之一。CPU 和 GPU 共享同一个内存池，省去了传统架构中数据在 CPU 内存和 GPU 显存之间复制的开销。当两个 M1 Max 共享这个巨大的内存池（最高可达 128GB）时，其优势更加凸显。这对于需要同时加载大量数据到 CPU 和 GPU 的工作流来说，是一个巨大的福音。
3. 软件优化的重要性: 虽然硬件本身已经足够强大，但 M1 Ultra 的全部潜力发挥，仍然离不开软件的深度优化。苹果自家开发的 Final Cut Pro、Logic Pro、Motion 等专业应用，以及许多第三方专业软件，都针对 Apple Silicon 进行了精心优化。这意味着在这些软件中，你能体验到 M1 Ultra 最为顺畅、最高效的性能。对于尚未完全优化的软件，M1 Ultra 的性能表现可能会有差异。
4. 散热和设计挑战: 将两个高性能芯片整合在一个相对紧凑的设备中，并保持良好的散热是苹果工程师们需要克服的重大挑战。我们看到的搭载 M1 Ultra 的设备，如 Mac Studio，其内部设计已经高度集成且散热系统非常强大。这意味着 M1 Ultra 的性能释放，在很大程度上依赖于设备本身的散热能力。一旦散热不足，即使有如此强大的硬件，性能也可能会受到限制。
5. 与独立显卡和处理器的比较: 在某些特定场景下，尤其是那些非常依赖特定类型独立显卡（如 CUDA 核心的专业卡）或者对超高时钟频率有极致要求的计算任务，M1 Ultra 可能仍然不如一些顶级的独立高端显卡或 CPU。但总体而言，M1 Ultra 在“性能+能效+集成度”的整体考量上，提供了非常独特的价值。它不是简单地和某一款独立显卡比拼某一项指标，而是提供了一个高度集成、性能强大且能效比惊人的整体解决方案。
6. “M1”系列性能金字塔的顶端: M1 Ultra 的出现，标志着苹果在自研 ARM 架构芯片领域的又一个里程碑。它完成了“M1”系列从入门级到专业级再到极致专业级的性能覆盖。虽然未来可能会有更强大的“M2”、“M3”系列，但 M1 Ultra 在当下仍然是苹果最顶级的移动计算平台处理器。
总结来说，苹果 M1 Ultra 是一颗极具颠覆性的处理器。它不仅仅是性能的简单叠加，更是苹果在芯片设计、封装技术和生态整合方面的集大成者。它为专业用户带来了前所未有的强大计算能力和出色的能效表现，尤其是在视频编辑、3D 渲染、科学计算等领域，它的实力不容小觑。不过，要充分发挥其潜力，软硬件的协同优化以及良好的散热设计也是至关重要的因素。
网友意见
用了两个M1Max拼成一个，类似的做法其实PC届几十年前就开始做了。
单核性能应该没变。多核性能大幅度增加（双芯片连接是存在性能损耗的，应该比单芯片的两倍性能弱一些）。苹果体系下终于也能堆核了，20核就达到这个成本确实有点离谱，毕竟12代酷睿堆个20核跟玩儿似的，amd弄个24~32核也并没有特别高的成本。——但是苹果必须不计代价的证明自己能堆核，否则会让大家失去对苹果处理器未来的信心。
GPU这次宣传对标3090了，不过个人对其实际性能表示怀疑。理由之前我已经说过。如果苹果确实具备强大的GPU性能，那么会被矿老板抢购。毕竟一个3090就要接近两万块了，这机子卖3万对矿老板来说性价比也不低。挖矿结束之后苹果电脑的残值也挺高的，二手回血也不亏。
可是半年过去了，我完全没有听说过矿老板抢购 M1 Max 机型的传闻。也根本没有听说 M1 Max 机型断货的说法。所以这基本证明了 M1 的 GPU 实际性能并没有它宣传的那么猛。
在M1这一代是赶不上12代酷睿的单核性能，可以遇见的Zen4架构也肯定比M1强。要想超越x86的单核性能，那就得看M2以后的事了。
所以，与其看到苹果堆核，我更期待看到苹果能拿出一款IPC再度提升，单核性能再度提升的产品出来。
M1 还有超大杯 — M1 ULTRA
尽管这是之前就已经传过很多次的东西，但看到规格的时候确实还是很惊人，1140 亿晶体管是 M1 的 7 倍，可以理解为它是由两个 M1 Max 进行特别封装连接在一起。
Apple 把它叫做 Ultra Fasion 架构，两颗 Max 之间的互连频宽可达到 2.5TB/s, 这也是 M1 系列的完全体。
最高 20 核 CPU 和 64 核 GPU, 32 核 NPU 引擎，还有更强的 Media 引擎，最高128GB 统一内存，速度来到了恐怖的 800GB/s.
不过换一个思路去想，这个东西的规格看起来确实很可怕，但也都是可以预测的。
因为它本质上也就是两个 M1 Max, 之前很多服务器工作站也都会用双路 CPU 的主板，这和 Apple 在 M1 Ultra 上做的事情，本质上是一样的，都是在单芯片无法（高效）扩大的前提下，用体积换性能，只不过 Apple 这边自己能控制的余地更大，做这件事更从容。
在 Apple 的口中，它的 CPU 脚踢 i9-12900K：
M1 Ultra 的 CPU 功耗是 60W 左右，这也刚好就是 M1 Max 的 2 倍，如果要跟 241W 的 X86 芯片对比，功耗的优势自然是巨大的。
而 GPU 只需要 80W 就可以拳打 300W 的 3090：
Testing was conducted by Apple in February 2022 using preproduction Mac Studio systems with Apple M1 Max, 10-core CPU and 32-core GPU, and preproduction Mac Studio systems with Apple M1 Ultra, 20-core CPU and 64-core GPU. Performance was measured using select industry‑standard benchmarks. Popular discrete GPU performance data tested from Core i9-12900K with DDR5 memory and GeForce RTX 3060 Ti. Highest-end discrete GPU performance data tested from Core i9-12900K with DDR5 memory and GeForce RTX 3090. Performance tests are conducted using specific computer systems and reflect the approximate performance of Mac Studio.
但是 Apple 并没有说 CPU 和 GPU 的测试项目到底是什么，所以我觉得可能还是 Apple 自己更擅长的行业领域，并不代表所有地方它都能超过 3090.
Apple 也依然只会在功耗/性能的甜点去用这一块芯片，并没有继续拉高功耗换性能。
配得上这样性能的产品，则是 Mac 的 Studio 系列
首先说 Mac Studio, 看到它的设计，你就应该会意识到它的性能有多强：
铝合金材质+CNC 切割加工，风扇占了机身至少 1/4 的体积，这是 Apple 不常见的设计，一切都为了实现散热的功耗需求。
目前来看，Mac Studio 的输入功率是最大 370W, 算上其他部件的损耗，它可能整机会跑到 200W+, 所以尽管功耗高了很多，但是整机加起来也就是一个传统 PC 的 CPU 功耗而已。
前置读卡器，USB-C（雷电 4）接口，后置 4*USB-C（雷电 4），还有 USB-A*2 + HDMI* 1 + 10Gbpe 网口，所以它能输出 4 块屏幕和一个 Apple TV：
Mac Studio 是恐怖的，PC 这边如果要弄一个复仇者联盟的话，不知道需要多少公司加起来才行了。
现在主要的问题是，很多人的工作都不需要 M1 Ultra, 至少我的工作可能用不到这么高的性能。
M1: 坏了, 我变成一般等价物了.
简单，粗暴，但有效
有钱就是可以任性
技术怒吼，CPU、GPU双翻身的AMD会带来什么？- DoNews专栏
在2020年的文章里面，我说到这么一个未来。
而当AMD自己全平台领先的时候，AMD就可以自己制定标准了。
AMD可以设定自己的高速互联标准，自己的通用计算标准。这样AMD可以改变PC的形态。
未来，AMD可以把高性能计算模块化，CPU+GPU组成一个计算模块，多个模块用高速总线互联构成高性能计算。
笔记本电脑用一个模块，台式机用两个、四个，服务器用八个、十六个。超级计算机用几千个几万个。模块标准化，成本将降低了。未来计算的形态也就不同了。
总之，AMD的翻身给PC的发展带来很多想象空间，未来PC会如何变化，我们拭目以待。
CPU 工艺越来越先进，为什么不把内存、SSD 都集成到 CPU 中？
在2020年的回答里面，我说到这么一个东西
未来可能会出现，CPU，GPU，显存，内存（或者内存显存不分，牺牲一点性能。）堆叠在一个芯片上的情况。
类似于现在的手机SOC。
ssd估计还是会分开的，做成胶水芯片估计也没有太大问题，只是没有必要，灵活一点有利于扩展。
以后低功耗电脑可以做成手机大小。电路板只有U盘大小。
高功耗电脑会类似于游戏机。
然后，AMD还没干，苹果在2022年就这么干了。
苹果在设计M1max的时候，就预留了外接通道，值得一提的是，苹果的桥接芯片有非常高的带宽，可以减少桥接带来的性能损失。
其实，小芯片攒大芯片的事情，业界已经搞了好几年，nVIDIA测试过用小GPU胶水成大GPU，降低成本，但是当时性能损失有些大。
现在的技术，如果性能损失足够小的话。小芯片攒大芯片是可行的。
苹果M1系列在性能功耗比上优势来自于三个方面。
一是ARM指令集加上苹果自己的架构有优势，再加上工艺领先。同样的性能，苹果的CPU大核心，功耗比英特尔的十二代酷睿低不少。
单核心比单核心，功耗低。大家都堆核心功耗也低。
二是芯片上集成，减少了通信消耗的电量，特别是CPU和GPU的片上集成，远比PC上面走电路板的方式功耗低。
三是用了多通道的低功耗内存，比显存功耗低，延迟低。虽然带宽吃点亏。
AMD的游戏机芯片早就是这种架构了。
而英特尔自己的高性能显卡也马上出来了。
所以，只要愿意，英特尔和AMD的家用PC，完全可以走苹果的路线。
在成本良率可控的情况下，造低成本的小芯片，做中档PC。
英特尔把i5 12400+3060水平的自家显示核心集成到一起，统一内存架构也用多通道的LPDDR。
高档PC，把两个芯片用高速互联芯片胶水到一起。
顶级PC，把四个芯片高速胶水到一起。
次品屏蔽CPU和GPU核心，划分成不同档次的产品去卖降低成本。
i3+3060
i5+3050
i3+3050
这样，至少在笔记本电脑和一体机里面，英特尔就没有独立显卡的扩展空间了。
当然，AMD有自己的CPU和GPU，它也能做到。
这样，以后在笔记本电脑和一体机里面，独立显卡就成为过去式了。nVIDIA会丢一块市场。
这两周关于UCIe标准的讨论还在进行，M1家族就再次印证了这个趋势：高速/高密度互连以及Chiplets封装是我们规避single-die工艺风险极限与成本极限的办法；
如同大家一致评论的，因为这颗SoC其实就是延续M1 Max的胶水升级作品，称作UltraFusion已经很直白了；
官方消息中也反复谈论了UltraFusion的堆核性能，而Geekbench等三方数据也佐证了其单核指标基本不变的推测（富强如苹果也舍弃了single-die的提升空间），设计理念在于大力提高同构多核的Fusion并行性能；因此大家都去关注它的胶水封装亮点了，至于这颗2.5D MCM具体导入TSMC哪个方案尚不知晓（备选答案要么是一整块interposer的CoWoS-S5或者是包含了silicon-bridge设计的InFO-LSI，后者中介层是局部分割并通过I/O焊盘向中央互连的）。但既然没有垂直堆叠的3D封装，推测依然是CoWoS某一型，因为InFO-LSI在2021年才认证（M1-Max同年），实现的时间不够；参考苹果专利<US 20220013504A1和US 20210217702A1>，两者是基于S5的co-design。
其中，die2die的设计十分霸道，披露有10000条D2D连接的信号点，提供了2.5TB/s互连带宽，这是在同一个封装里，并且是从CPUcore到GPUcore到NPU到内存带宽和容量等都是上代M1 Max的翻倍。
此处多谈几句，推测D2D的亮点之一应该是底层Mem Fabric：M1Ultra自带了一个最高128GB的高速统一内存，带宽800GB/s（官方口径是：“这种合而为一的高带宽、低延迟mem pool，让各种应用能在CPU、GPU和神经网络引擎间高效地共享数据，从而提高任务处理速度”）。可想而知SoC各模块间的搬数带宽自然很可观。进而推测其mem底层结构不会是传统构型，Mem-over-Fabric一体化应该是继初代M1之后不断完善的亮点；可能体现在：各种xPU通过高速fabric访问mem pool，那就是多通道了，加上不必与CPU同步时序，那么集成显核的传统瓶颈也就因此弱化甚至不存在了；
展开一点，我们知道PC上的显存共享是按地址划分，即使双通道，GPU还是受制于总线访问速度，还要跟CPU分时序…，倘若用高速fabric，则xPU之间的工作频率甚至不需要同步了（SerDes本身不受总线频率驱动，也不传送时钟信号）。当然，有关fabric细节是不会披露的设计秘密，特别是底层PHY，还包括各种xPU访问的topology/ 时序/ 冲突解决机制等等；
当下，只能猜测它的多通道topology，那么多xPU core能够异步大带宽工作的话就很了不起（总线仅对CPU而言，GPU和NPU可以是单纯数据驱动的），所以mem pool底层设计大有文章。简单举例，GDDR4比DDR4快一倍，倘若在传统设计里，GPU和CPU一旦要共享mem，理论上GPU就是降半速运行，这是挂传统总线的弊端，只能有一个时钟；设想用fabric，可能突破点就在于允许xPU工作在不同时钟上，这样GPU就不必降速了。
当然，类似的Mem fabric和内存分频访问技术也广泛运用在Intel/AMD/Nvidia的设计中，比如传统Ringbus/Mesh，以及AMD的Infinity Fabric(还用来link chiplets)、NV的GPUDirect直连等，CPU和xPU挂在这些fabric上面，划分各自的时钟域(地址范围)，没有什么CPU/GPU的频率约束；虽然它们都是为了大幅提升xPU载入大型数据集的速度，减轻CPU I/O的瓶颈，提升I/O带宽和传输数据的量；但多数都与UMA这种整体内存空间共用共分配的模式不同，通常意义的UMA与内存共享池的根本差异在于内存空间的所有权以及其服务的方式；那么其中topology/ 时序/ 冲突解决机制，甚至fabric的底层PHY等等细节就是M1没法披露的设计亮点。
此外，过往惯例上讲，增加了那么多cache/buffer的代价，是指令周期得加，不提高频率的话，个别操作就显得慢（比如高IPC的任务 - 但是上一代M1是降频加了超宽的单核8发射解码宽度来实现高IPC的指令并行度），当然升频的话相信流水线也会增加；并且PC这个form factor要严肃考虑向后兼容性了，手机则不必考虑。
另外在封装层面：这种在有机封装中嵌入DRAM的方式对AppleSilicon来说已经是习以为常；大概从A12开始就一直在使用这种方式（对于PC高端芯片，Apple倾向使用这种封装而不是通常的智能手机POP封装，因为这些芯片在设计时考虑到了更高的TDP）；所以将DRAM放在CPU的旁边，而不是放在其上，有助于确保这些芯片仍能得到有效冷却。当然也意味着，几乎可以肯定Ultra芯片上的256位DRAM总线，与上一代M1甚至a-X芯片非常相似。
话说回来，虽然M1 Ultra的统一内存设计为CPU带去了极高带宽，但也限制了内存容量（毕竟128GB仅相当于MSDT水平），Ultra为了能耗比也牺牲了扩展性和灵活性，包括有且仅能用板载硬盘、内存、无PCIE扩展等。
这些仅仅是猜测，当然TSMC知晓的信息只会更清楚……
此外，就如楼内几位朋友一致讨论的，如今与UltraFusion匹敌的工业产品大概只有INTC的Sapphire Rapids，相比之下，AMD的D2D-on-Interposer是2D胶水封装（就是Interposer上搞的MCM），从带宽角度来看就比较平凡普遍；但M1与SR有所不同的是，后者不需要互连GPU，所以M1所需的I/O带宽更高。
BTW：但不能用Ponte Vecchio相对比，这是戏谑说法，因为PV是Foveros的3D chiplets（垂直方向两个chiplets搭配HBM，以及水平方向EMIB胶水连接），实在要比，就去比Ceretbras...…
Apple官方一再提到系统能耗比，的确是极优异的指标；在如此宽架构、深流水线、高IPC，并兼顾互连了GPUcore的情况下，晶体管密度突破了1140亿，PPW却依然十分理想。
作为M1家族的末代设计，横向堆核性能的极致平衡，我们对于M2的期待唯有单核性能飞跃，以及更创新构型的3D封装 …
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