探讨人工智能机遇与挑战，摩尔线程CEO张建中出席之江圆桌会议
06-17
M1系列芯片终于完结了。
M1 Ultra的出现让人们一睹了风采（Peek），也明确了M系列芯片将继续走向巅峰（Peak）。
面对物理工艺节点即将达到物理极限的事实，苹果芯片设计师用一个简单的“1”解决了一系列芯片设计问题。
1 Ultra = 2 Max，M1成为计量单位。
在M1 Ultra发布之前，苹果官网的M1 Max架构图并没有显示“高速总线”。
相反，它被民间DIY爱好者发现，他们大胆推测它是为后续“拼接”芯片保留的。
当时的猜测是用高速总线串联多个M1 Max。
M1 Ultra也是如此，通过预留区域拼接在一起。
同样，两个芯片之间的数据通信也是通过硅介质拼接在一起的。
苹果还给它起了一个很有苹果特色的名字，叫做UltraFusion。
依稀记得上次提到Fusion这个词，是iMac上的Fusion Drive，不过上次是和硬盘组合在一起的，这次是芯片，有点Ultra的意思。
▲ 连接两个 M1 Max 的 UltraFusion 架构实际上是无数的硅媒体通道。
事实上，苹果并不是第一个在一台设备中使用多个芯片的公司。
和之前的二路泰坦和四路泰坦有些类似。
不过，苹果也做了一些小工作。
UltraFusion架构就像一个统一的内存，摆脱了通过主板进行数据连接的读写性能和能效损失。
▲ M1 Ultra规格介绍。
M1 Ultra中的两个M1 Max可以实现2.5TB/s的低延迟互连带宽。
与M1 Pro和M1 Max的多种规格不同，拥有双倍简单芯片的M1 Ultra拥有两种规格。
乞丐版 M1 Ultra：20核CPU、48核GPU、32核神经引擎、64GB统一内存 M1 Ultra：20核CPU、64核GPU、32核神经引擎、GB统一内存 对应M1 Max被切成两半。
从这一点来看，M1 Ultra的出现应该归功于封装技术而不是芯片生产。
通俗地说，可以说，苹果在设计 M1 Max 时，就预留了“粘合”和“点击”的位置。
从M1的出现，到M1 Pro、M1 Max再到M1 Ultra，苹果的M系列芯片都是在ARM架构的高能效基础上，加入了令人惊叹的“统一内存”和“UltraFusion架构”，而诞生SoC的发展足以颠覆传统的芯片设计。
对于这一创新理念，苹果架构师 Tim Millet 曾在接受采访时表示，一切都站在自主研发 A 芯片十多年的“巨人”的肩膀上。
投入大量资源自研芯片的决定，自然源于乔布斯对完美产品的追求。
▲ 苹果芯片架构师兼副总裁 Tim Millet。
图片来自：Apple 今天凌晨，Tim Millet 明确表示 M1 Ultra 是最后一款 M1 芯片，但距离从 X86 转向 ARM 阵营已经两年了，距离截止日期还有几个月，而Mac系列还差最后一块“最终”拼图。
Mac Studio 并不是 Intel 版本 Mac Pro 的继任者，M1 Ultra 也不会是过渡时期最后一款也是最强大的 M 芯片。
两年后，M1 Ultra并不是芯片架构阵营的最终改变。
苹果就经历过一次这样的情况，但从X86到ARM的切换如此顺利还是很少见的。
▲ 苹果的 Studio 套件：Mac Studio 和 Studio Display。
M1系列芯片彻底解放了产品形态。
苹果可以根据Pro Workflow团队的一些具体需求来解决Mac产品的形态。
Mac的产品定义和形态不再受芯片能效的限制。
。
M1 Ultra的性能是M1 Max的两倍，但对于苹果来说，它还不够Pro，只能达到Studio级别。
Mac Studio 向公众公布后，M1 Ultra 的跑分成绩也出现在 Geekbench 数据库中。
单核成绩接近M1 Max，但多核性能直接达到5，与AMD Ryzen X线程撕裂者类似。
至于苹果所谓的M芯片Mac Pro，或许只有M2 Ultra才能解决。
▲ 等待更新的 Intel 版 Mac Pro。
在M1 Ultra以及后续更强的M芯片不断开拓Studio级和Pro专业级市场，提升行业影响力的同时，M1芯片也开始下放到iPad，并不断提升市场份额。
除了“双通道M1 Max”M1 Ultra之外，M1也下放到了iPad Air产品线中，无形中降低了M芯片的进入门槛。
平板电脑市场的复苏也让iPad实现盈利，一举拿下全球平板电脑市场，市场份额达到34.2%，超过了第二名和第三名的三星和联想的总和。
搭载M1芯片的iPad Air 5也将是iPad的主力出货，M芯片的市场份额自然会大幅提升，持续强化M芯片的认可度。
随着两年期限的临近，苹果明显加快了M芯片的布局频率。
iPad Air、iPad Pro、MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini 和 Mac Studio 均已更新为 M 芯片。
转向英特尔的历史进程保持一致。
▲ 2018 年 12 月，Adobe 发布了 ARM 版本的 Lightroom。
另一方面，运行十余年的苹果生态系统也获得了前所未有的吸引力。
除了一些行业软件和游戏外，过渡期间几乎所有流行和专业软件都被纳入其中。
Qi开发了原生ARM版本，连微软的办公套件也一一适配。
凌晨发布的M1 Ultra可以说是M1系列的最后一款芯片，但就“两年之约”的过渡期而言，M1 Ultra或许只是一个“高潮”而不是终结。
最后的决定一定是Mac Pro。
M芯片的巨型恐龙只是一个表象。
由两颗M1 Max拼接而成的M1 Ultra已经超过了NVIDIA顶级GPU GA的芯片面积（mm2），成为目前最大的消费类芯片。
▲ M1 Max 面积相当大。
事实上，单个M1 Max芯片的平方毫米面积已经非常可观，几乎无限接近平方毫米。
无论面积有多大，芯片设计良率都会直线下降。
例如mm2的设计合格率只有30%左右。
当缩小到mm2时，良率飙升至80%。
另一方面，日益先进的工艺也导致芯片生产成本大幅上升。
IBS公布的数据显示，设计一颗3nm芯片预计耗资5.9亿美元，而5nm仅为4.16亿美元，7nm为2.17亿美元，28nm仅为1万美元。
如果苹果的M芯片全面转为3nm，设计成本可能会增加50%。
似乎没有出路，未来越来越不确定？虽然只是两颗芯片的拼接封装，但M1 Ultra的成型理念与AMD的Chiplet（小芯片）技术有些相似。
然而，苹果使用了两个非常大的芯片。
▲ AMD 基于 Zen 2 的 EPYC 2 (Rome) 处理器。
图片来自：AMD 与苹果不同，Chiplet 大多采用旧工艺（如 7nm 芯片）、小型化芯片（CPU），并采用先进封装工艺进行混合组装，非常灵活。
Chiplet的优势在于降低成本，摆脱对先进工艺节点的依赖，甚至可以弯道超车。
但Chiplet以2D和3D方式堆叠芯片，对热管理设计和热功耗控制更严格。
▲ AMD 基于 3D Chiplet 封装的 Ryzen 9 当确定 M1 Ultra 将是 M1 系列的最后一款芯片时，之前猜测的四颗 M1 Max 拼接的巨型芯片自然停留在猜测阶段。
▲ 在M1 Ultra发布之前，民间专家就对M1芯片的升级路径进行了猜测。
图片来自：Twitter 相对而言，在保证高速数据传输和统一内存的约束下，四颗 M1 Max 的组合对 UltraFusion 架构的设计要求更高，但也不排除苹果在中已经有了相应的芯片思路实验室和平台相匹配。
但现阶段，传统工艺节点升级仍然是一个相对安全的选择，我们将继续依靠4nm、3nm的先进工艺，继续增加晶体管数量，完成相应的处理器升级。
同样，后续的M芯片极有可能与M1系列看齐，一代有四颗芯片，最高水平将停留在Ultra。
但也不排除苹果会在某个时间点拿出一款由M系列和A系列芯片组成的大型SoC，塞进一款带有Pro后缀的产品中。
让业界感叹、让消费者惊叹的芯片壁垒。
当谈论苹果产品时，我们更喜欢“生态”优势。
我们受到其软件生态系统的约束，在设备之间实现无缝工作流程切换，并通过 iCloud 实现无缝数据传输。
当使用iPhone、Mac、iPad的时候，我们不再想换阵营，我们高兴就高兴。
▲ 搭载 M 系列芯片的 Mac（左起第四款 Studio Display 搭载 A13 除外）。
是什么造就了苹果完整、紧密、慷慨的生态系统？它不是封闭的，不是优秀的设计，不是强大的硬件，而是已经部署了十多年的芯片。
苹果可以将 A13 芯片放入 Studio Display 中，以实现诸如将人置于前置摄像头上、空间音频和唤醒 Siri 等功能。
即使现在，A13芯片仍然可以与Android阵营的主流SoC竞争。
你还可以将A15插入iPhone SE 3以实现5G，这就像将V8插入五菱宏光一样。
在苹果产品中，自研芯片几乎无处不在。
无论是史无前例的M1系列芯片，还是逐渐下放到物联网的A系列芯片，苹果的硬件都有着几乎一致的体验，并在此基础上建立了所谓的生态系统。
A系列、M系列芯片壁垒是苹果产品最强、最大的优势，同类产品难以竞争。
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