秒杀至强CPU和专业独显？全面解读苹果AppleM1Ultr

　　今天凌晨，苹果正式发布了一系列的新品，包含搭载A15芯片的新款iPhoneSE、搭载M1芯片的新款iPadAir，集成A13芯片的StudioDisplay显示器、iPhone13系列推出了全新的苍岭绿配色以及首发M1Ultra芯片的MacStudio主机。
　　其中，最值得咱们关注的，无疑就是AppleM1Ultra，这颗芯片拥有最多20核CPU64核GPU32核神经网络引擎核心。搭载这颗芯片的MacStudio被苹果誉为造梦引擎，在性能方面甚至超越了采用英特尔至强处理器RadeonProW6800XDuo显卡，售价接近40万元的MacPro，但价格却只有后者的110。
　　下面，咱们就来简单了解一下AppleM1Ultra的特色。
　　AppleSilicon家族后继有人
　　10多年前，苹果自AppleA4开始便走上了自主研发的道路，从基于CortexA8原生架构的优化再到基于ARM指令集的原创设计，苹果设备鸟枪换炮，无论iPhone还是iPad就好像坐上了火箭，性能一路领先同期的Android阵营，到了AppleA15Bionic时代更是让竞争对手羡慕嫉妒恨。
　　2020年6月，苹果在WWDC2020大会上正式宣布将在PC产品中全面弃用英特尔X86处理器，改用自研AppleSilicon芯片的消息，并给出了2年的过渡期。
　　11月，第一批搭载AppleM1处理器的MacBookAir13、MacBookPro13和MacMini正式登台，2021年4月AppleM1还拿下了iMac一体机，在MacOSBigSur操作系统和Universal、Rosetta2等编译工具的加持下已经可以承担其部分生产力任务，无疑是在长期被X86芯片制霸的PC领域投下了一枚重磅炸弹。
　　2021年10月，苹果终于发布了AppleSilicon的后继型号，也就是全新的AppleM1Pro和M1Max，它们将被用于性能级的14英寸和16英寸的MacBookPro身上，正式向高端X86PC和工作站发起挑战，将Mac系列PC的ARM化进行到底。
　　谁能想到，已经不弱的AppleM1在M1Pro和M1Max面前就是个弟弟，而在X86领域堪称皇帝的酷睿i9也变成了方便果粉参考的计量单位。
　　风水轮流转，M1Max在最新的AppleM1Ultra面前也沦落成了弟弟，而且这回的计量单位甚至换成了英特尔至强处理器。
　　AppleM1家族对比
　　大家还记得苹果AppleM1芯片的基本规格吗？它采用5nm制程工艺，拥有160亿个晶体管，采用4大核4小核共计8个CPU核心，集成最多8个核心的GPU和16个神经引擎的AI核心，支持统一内存架构。这颗芯片内还包含雷电USB4控制器、PCIe4。0控制器、SecureEnclave安全模块、机器学习加速器、高质量ISP、高性能NVMe存储、高效音频处理器、HDR视频处理器、高级显示引擎、性能控制器、加密加速器和AppleT2在内的诸多功能模块，是一颗超高集成度的SoC芯片。
　　在CMOS传感器领域有一句名言：底大一级压死人。在处理器（SoC）领域也有这么一句话：晶体管数量压死人在相同制程工艺的情况下，芯片面积越大意味着晶体管数量越多，也代表着性能和功能越强。
　　和最初的AppleM1处理器相比，AppleM1Pro、M1Max、M1Ultra同样5nm制程工艺，但芯片面积却分别提升了2倍8倍，晶体管数量也达到了337亿、570亿和1140亿，在消费级处理器领域堪称吓人。而这些多出来的晶体管，就是AppleM1Ultra的竞争底蕴。
　　AppleM1Ultra详细解读
　　从本质来看，AppleM1Ultra并不是什么新品，它其实就是由2颗AppleM1Max缝合而来的怪兽。
　　2颗AppleM1Max芯片之间通过苹果创新定制的多晶粒架构连在一起，官方将这种连接架构命名为UltraFution，该架构拥有1万多个信号点，芯片相互之间的数据传输速率高达2。5TBs，延迟和功耗都非常低。
　　1颗AppleM1Max的晶体管数量就是570亿，由2颗M1Max缝合而来的M1Ultra晶体管数量也首次突破千亿大关，达到了1140亿，整颗芯片上的统一内存最高可以达到128GB，内存带宽也进一步提升至800GBs。
　　在这里做下科普。所谓的统一内存架构，就是指M1系列芯片基板上的LPDDR5芯片即可用当做内存，也能扮演GPU显存的角色，而且速度和延迟表现更好，类似技术也常见于游戏主机领域，比如索尼PS5的CPU和GPU就共享16GBGDDR6内存。
　　AppleM1Ultra的CPU部分包含16个性能核心，4个能效核心，共计20核心。其中，每个性能核心都拥有192KB指令缓存、128KB数据缓存，总计48MB二级缓存。每个能效核心拥有128KB指令缓存、64KB数据缓存，总计8MB二级缓存。
　　AppleM1Ultra的GPU核心也翻番到了最多64个，包含8192个执行单元，最多196608个并发线程，最大算力21TFlops，纹理填充率每秒6600亿，像素像素填充率每秒3300亿。
　　与此同时，AppleM1Ultra的神经引擎核心翻番至32个，算力每秒22万亿操作。还集成2个视频解码引擎、4个视频编码引擎、4个ProRes编解码引擎，支持硬件加速H。264、H。265、ProRes、ProResRAW，雷电USB4控制器、PCIe4。0控制器等诸多功能模块自然也是全部继承了下来。
　　借助AppleM1Ultra强大的视频输出能力，搭载这颗芯片的MacStudio主机支持5路视频输出，其中通过USBC接口支持4个6K60Hz显示输出，通过HDMI接口支持1个4K60Hz显示输出，而且都支持10亿色彩，在生产力方面做到了极致。
　　接下来就是苹果通过PPT吊打竞争对手的时间了。
　　根据苹果的官方数据，AppleM1Ultra相比桌面16核心处理器在相同功耗下性能领先90。
　　AppleM1Ultra相比桌面16核心处理器在相同性能时可节省100W功耗。
　　在GPU方面，AppleM1Ultra相比高端独显在同性能时可节省200W功耗，相比主流GPU在同性能时也能节省23的功耗。
　　在MacStudio主机的官网宣传页面，苹果还给出了在专业生产力软件下AppleM1Ultra的性能情况，总之就是上秒至强i9，下秒RadeonProW专业独显的节奏。
　　按照官方的描述汇总，在MacStudio产品中，AppleM1Ultra的CPU性能相比16核英特尔至强处理器提升了90，相比32核至强提升了60。GPU性能相比27英寸iMac中的AMDRadeonPro5700XT独立显卡提升高达4。5倍，相比MacPro中的AMDRadeonProW6900X性能提升幅度也达到了80。
　　当然，MacStudio主机的价格也并不便宜，搭载满血版AppleM1Ultra的配置需要41999元起。但即便如此，这个价格也远远低于搭载至强处理器的MacPro。
　　来自苹果的启示
　　如果说前年的AppleM1只是苹果自研PC芯片的初试啼声，随后的AppleM1ProMax则属于一鸣惊人，最新的AppleM1Ultra更是让传统X86深感恐惧。
　　在它们的帮助下，新Mac设备可为上得厅堂，下得厨房，MacOSMonterey系统及各类APP也能将M1系列芯片的性能发挥至极致，MacPC的ARM化势不可挡。
　　AppleM1系列芯片之所以能在Mac领域取得成功，源于苹果特色的封闭生态，其硬件和系统是深度绑定的，开发者想要开发MacOS的应用就必须适配Mac的硬件生态。当英特尔和AMD还在为兼容历史指令集而头疼时，苹果已经丢掉了历史包袱，全面取消了32位指令集，因而可以轻装前行，用省下来的晶体管和芯片面积布置更多的功能单元，还能将统一架构的内存直接封装在CPU芯片的基板上，无需考虑与任何第三方硬件（如内存条，M。2SSD）的兼容问题。
　　作为普通消费者，一方面是感觉新MacPC真的好强，一方面也会感叹它们真的好贵，希望Windows设备中也能出现与其抗衡的竞品。可惜，就现在来看，AppleM1系列ARM芯片在MacPC领域的成功很难复制，需要微软、谷歌、高通等上下游厂商甩下历史包袱重新出发。但是，不能运行我们熟悉老旧软件的Windows还是Windows吗？
　　Windows阵营至今也没有完成对ARM架构生态的建设，唯二的好消息就是Windows11可以直接运行部分AndroidAPP，但在体验上依旧不够完美。高通发布的骁龙G3xGen1计算平台由4颗CortexX1超大核和4颗CortexA78大核组成，具备和第一代AppleM1芯片金竞争的资本，2022年旗舰级骁龙本在性能上会有明显提升。
　　话又说回来，虽然AppleM1Ultra在PPT上各种碾压X86处理器，但在扩展性、虚拟化游戏这些需求面前，X86PC依然有着不可替代优势。只能说，在某些专业的生产力应用领域，苹果M1系列芯片的优势将越来越大，短期内X86阵营毫无逆转的可能。