Chips são a barreira mais forte da Apple


A série de chips M1 finalmente chegou ao fim, e a aparência do M1 Ultra foi um vislumbre (Peek), e também deixou claro que os chips da série M continuariam no pico (Peak).

Diante do fato de que o nó do processo físico está prestes a atingir o limite físico, os designers de chips da Apple usaram um simples "1+1" para resolver uma série de problemas de design de chips.

1 Ultra = 2 Max, M1 torna-se a unidade de medida

Antes do lançamento do M1 Ultra, o diagrama de arquitetura do M1 Max no site oficial da Apple não mostrava um "ônibus de alta velocidade".

Em vez disso, foi descoberto por entusiastas populares de bricolage e audaciosamente adivinhou que isso estava reservado para chips de "splicing" subsequentes. Naquela época, o palpite era que um barramento de alta velocidade era usado para conectar vários M1 Max em série.

O mesmo vale para o M1 Ultra, que é emendado através da área reservada. Da mesma forma, a comunicação de dados entre os dois chips também é feita através do meio de silício emendado.

A Apple também deu a ele um nome muito Apple, chamado UltraFusion. Lembro vagamente que a última vez que a palavra Fusion foi mencionada, ainda era o Fusion Drive no iMac, mas da última vez foi combinado com um disco rígido, e desta vez foi um chip, que é Ultra (extremo).

▲ A arquitetura UltraFusion que conecta dois M1 Maxs é, na verdade, inúmeros canais de mídia de silício.

Na verdade, não é a primeira iniciativa da Apple a usar vários chips em um dispositivo, e é um pouco semelhante ao Titan bidirecional anterior e ao Titan de quatro vias.

É só que a Apple fez um pequeno trabalho.A arquitetura UltraFusion é como uma memória unificada, eliminando as perdas de desempenho de leitura e gravação e eficiência energética dos dados conectados através da placa-mãe.

▲ Introdução da especificação M1 Ultra.

Os dois M1 Max no M1 Ultra podem atingir uma largura de banda de interconexão de baixa latência de 2,5 TB/s.

Diferente das múltiplas especificações do M1 Pro e M1 Max, o M1 Ultra, que dobra o chip simples, possui duas especificações.

  1. Beggar M1 Ultra: CPU de 20 núcleos, GPU de 48 núcleos, Neural Engine de 32 núcleos, memória unificada de 64 GB
  2. M1 Ultra: CPU de 20 núcleos, GPU de 64 núcleos, Neural Engine de 32 núcleos, memória unificada de 128 GB

Correspondente a ele é o M1 Max que é cortado ao meio.

Deste ponto de vista, o surgimento do M1 Ultra deve ser atribuído à tecnologia de embalagem, não à produção de chips. Pode-se dizer de uma forma fácil de entender que quando a Apple projetou o M1 Max, reservou um lugar para “colar” e “simplesmente acertar”.

Desde a aparência do M1, ao M1 Pro, M1 Max e M1 Ultra, os chips da série M da Apple são baseados na alta taxa de eficiência energética da arquitetura ARM, adicionando a incrível "memória unificada" e "arquitetura UltraFusion", o nascimento de SoC Suficiente para subverter o design tradicional do chip.

Para esta ideia inovadora, o arquiteto da Apple, Tim Millet, disse uma vez em uma entrevista que tudo está sobre os ombros do "gigante" que a Apple desenvolveu de forma independente para o chip A por mais de dez anos. A decisão de investir muitos recursos em chips autodesenvolvidos é naturalmente derivada da busca de Jobs por produtos perfeitos.

▲ Arquiteto de chips da Apple e vice-presidente Tim Millet (Tim Millet). Imagem de: Apple

Nas primeiras horas desta manhã, Tim Millet afirmou que o M1 Ultra é o último chip M1, mas o prazo de dois anos para mudar do campo X86 para o ARM ainda está a alguns meses, e a série Mac também é curta do último quebra-cabeça "decisão final".

O Mac Studio não é uma aquisição da versão Intel do Mac Pro, e o M1 Ultra não será o último e mais poderoso chip M na transição.

Nomeação de dois anos, M1 Ultra não é o último capítulo

A Apple teve uma experiência com a mudança do campo de arquitetura de chips, mas é raro que a transição de X86 para ARM seja tão suave.

▲ Suite Studio da Apple: Mac Studio e Studio Display.

Os chips da série M1 liberam completamente a forma do produto. A Apple pode resolver a forma dos produtos Mac com algumas necessidades específicas da equipe Pro Workflow. A definição do produto e a forma do Mac não são mais limitadas pela eficiência energética do chip.

O M1 Ultra tem o dobro do desempenho do M1 Max, mas não é Pro o suficiente para a Apple chegar ao nível do Studio.

Depois que o Mac Studio foi anunciado ao público, o M1 Ultra também apareceu no banco de dados Geekbench. A pontuação single-core 1793 ficou próxima do M1 Max, mas o desempenho multi-core foi diretamente para 24055, que é semelhante ao AMD Ryzen Rasgador de linha 3960X.

Quanto ao M-chip Mac Pro na boca da Apple, apenas o M2 Ultra pode ser resolvido.

▲ Aguardando o Intel Mac Pro atualizado.

Quando o M1 Ultra e os subsequentes chips M mais fortes continuam a explorar os mercados de nível Studio e de nível profissional Pro e aumentam a influência da indústria, o chip M1 também começou a ser distribuído para o iPad, e a participação de mercado foi continuamente aumentou.

Além do M1 Ultra do "M1 Max dual-channel", o M1 também foi distribuído para a linha de produtos iPad Air, que praticamente reduziu o limite de entrada para chips M. A recuperação do mercado de tablets também trouxe benefícios para o iPad, conquistando o mercado global de tablets em 2021 de uma só vez, com uma participação de mercado de 34,2% do que a segunda e terceira Samsung e Lenovo juntas.Os dados são da IDC.

O iPad Air 5 equipado com o chip M1 também será o principal carregamento do iPad, e a participação de mercado do chip M naturalmente aumentará significativamente, continuando a fortalecer a conscientização sobre o chip M.

Perto do nó da nomeação de dois anos, a Apple obviamente acelerou a frequência de layout de chips M. iPad Air, iPad Pro, MacBook Air, MacBook Pro, Mac mini, Mac Studio, todos os quais podem colocar chips M foram atualizados. Vá para a progressão histórica da Intel para ser consistente.

▲ Em dezembro de 2020, a Adobe lançou a versão ARM do Lightroom.

Por outro lado, o ecossistema da Apple, que está no mercado há mais de dez anos, também tem um apelo sem precedentes. Além de alguns softwares e jogos da indústria, o software público e profissional quase todos desenvolveram versões ARM nativas durante a transição período, e até mesmo uma série de suítes de escritório da Microsoft também são adaptadas uma a uma.

O M1 Ultra no início da manhã pode ser considerado o último chip da série M1, mas em termos do período de transição do "nome de dois anos", o M1 Ultra pode ser apenas um "clímax" em vez de um fim .

A palavra final deve ser o Mac Pro.

A dinossauroização gigante do chip M é apenas um sintoma

O M1 Ultra formado pela junção de dois M1 Max ultrapassou a área de chip do top GPU GA100 da NVIDIA (826mm²), tornando-se o maior chip no nível de consumo atual.

▲ O tamanho M1 Max.

De fato, a área de 432mm² de um único chip M1 Max já é bastante considerável, quase infinitamente próxima de 500mm². Não importa quão grande seja a área, o rendimento do projeto do chip cairá, por exemplo, a taxa de aprovação do projeto de 700 mm² é apenas cerca de 30%, e a taxa de rendimento de encolhimento para 150 mm² aumentará para 80%.

Por outro lado, o processo de fabricação cada vez mais avançado também fez com que o custo de produção de chips aumentasse acentuadamente. De acordo com dados divulgados pela IBS, o projeto de um chip de 3 nm deve custar US$ 590 milhões, enquanto 5 nm custa apenas US$ 416 milhões, 7 nm custa US$ 217 milhões e 28 nm custa apenas US$ 40 milhões. Se os chips M da Apple forem totalmente transferidos para 3nm, o custo do design pode aumentar em 50%.

Parece não haver saída e o futuro está cada vez mais incerto?

Embora apenas um pacote de dois chips emendados, o conceito de moldagem M1 Ultra é um pouco semelhante à tecnologia Chiplet (chiplet) da AMD. É só que a Apple usa dois chips superdimensionados.

▲ Processador EPYC 2 (Roma) baseado em Zen 2 da AMD. Imagem de: AMD

Ao contrário da Apple, o Chiplet usa principalmente processos antigos (como chips de 7 nm), chips miniaturizados (CPUs) e usa tecnologia de embalagem avançada para mixagem, que é altamente flexível.

A vantagem do Chiplet é reduzir custos, livrar-se da dependência de nós de processos avançados e até ultrapassar nas curvas. No entanto, Chiplet empilha chips em 2D e 3D e tem um controle mais rígido sobre o design de gerenciamento térmico e o consumo de energia térmica.

▲ CPU Ryzen 9 5900X da AMD baseada em um pacote Chiplet 3D.

Mas essas desvantagens parecem ser uma vantagem de inserir Chiplet no chip M, que tem uma boa relação de consumo de energia.

Quando foi determinado que o M1 Ultra seria o último chip da série M1, os quatro chips gigantes M1 Max emendados, anteriormente adivinhados, naturalmente permaneceram na fase de conjectura.

▲ Antes do lançamento do M1 Ultra, a estrada de atualização do chip M1 que os deuses populares adivinharam. Imagem de: Twitter

Relativamente falando, sob as algemas de garantir transmissão de dados de alta velocidade e memória unificada, a combinação de quatro M1 Max tem requisitos de design mais altos para a arquitetura UltraFusion, mas não descarta que a Apple já tenha um conceito de chip correspondente e o corresponda em o laboratório. plataforma.

No entanto, nesta fase, a atualização do nó de processo tradicional ainda é uma escolha relativamente segura.Continue a contar com o processo avançado de 4nm e 3nm para continuar a aumentar o número de transistores e concluir a atualização do processador correspondente.

Da mesma forma, os chips M de acompanhamento também provavelmente estarão alinhados com a série M1, com quatro chips em uma geração, e o nível mais alto permanece no Ultra. Mas isso não exclui que a Apple retire um grande SoC com chips da série M e da série A e coloque-o em um produto de sufixo Pro em algum momento.

A barreira do chip que faz a indústria suspirar e surpreender os consumidores

Quando se trata de produtos da Apple, estamos mais inclinados à vantagem "ecológica". Estamos limitados por seu ecossistema de software, alternância perfeita de fluxo de trabalho entre dispositivos e fluxo de dados contínuo através do iCloud. Ao usar iPhone, Mac e iPad, nunca vamos querer mudar de campo, e não vou pensar nisso.

▲ Macs equipados com chips da série M (exceto o Studio Display na quarta esquerda, que é equipado com A13).

O que torna a ecologia perfeita, próxima e graciosa da Apple? Não é fechado, não é um design excelente, nem é um hardware poderoso, mas um chip que foi desenvolvido há mais de dez anos.

A Apple pode colocar um chip A13 no Studio Display para funções como centralizar os personagens na câmera frontal, áudio espacial e ativar a Siri. Mesmo que seja colocado agora, o chip A13 ainda pode competir com os SoCs convencionais no campo do Android.

Também é possível conectar um A15 no iPhone SE 3 para 5G, que é como conectar um V8 em Wuling Hongguang.

Nos produtos da Apple, os chips desenvolvidos por eles mesmos estão em quase toda parte.

Sejam os chips da série M1 sem precedentes ou os chips da série A que são gradualmente devolvidos à IoT, o hardware da Apple tem uma experiência quase consistente e, com base nisso, a chamada ecologia foi estabelecida.

As barreiras de chip da série A e da série M são a maior e mais forte vantagem dos produtos da Apple, dificultando a comparação de produtos do mesmo tipo.

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