深入了解2022年苹果M1 Ultra芯片的重要信息

Apple 于 2022 年 3 月推出了迄今为止功能最强大的 Apple 硅芯片M1 Ultra，该芯片专为Mac Studio设计和使用。

本教程涵盖了您需要了解的有关 ‌M1‌ Ultra 的所有信息。

M1超详细

‌M1‌ Ultra 是 Apple 为 Mac 开发的第四款片上系统 (SoC)，它使 Apple 离完全摆脱自 2006 年以来一直用于 Mac 的英特尔芯片更近了一步。

与 ‌M1‌、M1 Pro和M1 Max相比，‌M1‌ Ultra 的特别之处在于它是 Apple 的一项新工程壮举。‌M1‌ Ultra 本质上是两个‌M1 Max‌ 芯片，它们通过 Apple 开发的方法连接在一起，因此它的性能是‌M1 Max‌ 的两倍。

作为“片上系统”，‌M1‌ Ultra 集成了几个不同的组件，包括 CPU、GPU、统一内存架构 (RAM)、神经引擎、安全飞地、SSD 控制器、图像信号处理器、编码/解码引擎、Thunderbolt 控制器支持 USB 4 等，所有这些都支持 Mac 中的不同功能。

传统的基于 Intel 的 Mac 使用多个芯片来实现 CPU、GPU、I/O 和安全性，但是将多个组件集成到一个芯片上可以让 Apple 硅芯片比 Intel 芯片运行得更快、更高效。

‌M1‌ Ultra 具有 1140 亿个晶体管，是个人计算机芯片中有史以来最多的，它是 Apple 迄今为止最大的 Apple 硅芯片。

M1 最大 + M1 最大

‌M1‌ Ultra 使用“UltraFusion”，这是苹果为其封装架构起的名字。Apple 的架构将两个 ‌M1 Max‌ 芯片的管芯互连，以创建一个芯片上的单一系统，其运行方式与‌M1 Pro‌或‌M1 Max‌类似。

通常，扩展性能是通过在主板上连接两个芯片来完成的，但这会带来诸如延迟增加、带宽减少和功耗增加等权衡。

但对于 ‌M1‌ Ultra，Apple 使用了一种硅中介层，旨在将两个芯片连接到超过 10,000 个信号，提供 2.5TB/s 的低延迟处理器间带宽，Apple 称这是领先带宽的 4 倍多芯片互连技术。在此延迟级别上，‌M1‌ Ultra 的行为和被识别为单芯片，因此开发人员无需采取任何步骤即可利用
‌M1‌ Ultra 的全部功能。

M1 Ultra 与英特尔芯片

像 ‌M1‌ Ultra 这样的苹果硅芯片使用基于 Arm 的架构，类似于多年来在 iPad 和 iPhone 中使用的 A 系列芯片。

与此同时，英特尔芯片基于 x86 架构构建，苹果已决定放弃该架构。苹果的芯片由台积电 (TSMC) 制造，该公司制造了苹果的所有 A 系列和 M 系列芯片。

CPU和GPU

‌M1‌ Ultra 有一个 20 核 CPU，包括 16 个高性能内核和 4 个高效内核，相当于两个 10 核 ‌M1 Max‌ 芯片。

多达 64 核 GPU 和 32 核神经引擎，每秒可运行 22 万亿次操作。

‌M1‌ Ultra 比 Apple 提供的任何其他芯片都更快、更强大，包括最高端Mac Pro中的 28 核 Xeon 芯片。它的 GPU 性能也超过了苹果迄今为止使用过的最好的显卡。

Apple 表示，‌‌M1‌‌ Ultra 能够在相同的功率范围内提供比最快的 16 核 PC CPU 高 90% 的性能，并且它可以以低 100W 的功率提供 PC 芯片的峰值性能。它提供与“最流行的独立 GPU 之一”相似的性能，同时使用 1/3 的功率，它提供比最高端独立 GPU 更快的性能，同时使用更少的功率 200W。

记忆

Apple 正在使用一种统一的内存架构，让 CPU、GPU 和其他处理器组件使用相同的数据池，而不是浪费时间在彼此之间复制数据和在多个内存池之间进行交换。这项技术使 Apple 的所有 M 系列芯片都非常高效。

‌M1‌ Ultra 支持高达 128GB 的​​统一内存。它还提供高达 800GB/s 的内存带宽，是“M1 Max”的 2 倍。

媒体引擎

‌M1‌ Ultra 中包含一个媒体引擎，旨在加速视频处理，而不会严重影响电池寿命。‌M1‌ Ultra 的媒体引擎功能是 ‌M1‌ Ultra 的两倍，视频编码和解码吞吐量更高

它可以播放多达 18 个 8K ProRes 422 视频流，是“M1 Max”的两倍。

其他芯片特性

‌M1‌ Ultra 还具有其他几项内置技术。

• 用于机器学习的 32 核神经引擎。
• 驱动外部显示器的显示引擎。
• 集成的 Thunderbolt 4 控制器，提供比以前更多的 I/O 带宽。
• 用于提高相机图像质量的定制图像信号处理器。
• Secure Enclave 具有经过硬件验证的安全启动和运行时反漏洞利用技术。

配备 M1 Ultra 芯片的 Mac

‌M1‌ Ultra 专门用于高端Mac Studio，它还配备了 ‌M1 Max‌ 芯片。

M1 超安全功能

英特尔 Mac 有一个内置的 T2 芯片，可以处理 Mac 上的安全性和其他功能，但对于 M 系列芯片，该功能是内置的，不需要辅助芯片。

‌M1‌ Ultra 具有内置的 Secure Enclave，可管理Touch ID和具有 AES 加密硬件的存储控制器，以实现更快、更安全的 SSD 性能。

在 M1 Ultra 上运行应用程序

M 系列芯片使用与 Intel 芯片不同的架构，因此 Apple 设计了允许开发人员创建在 Apple 芯片和 Intel 芯片上运行的通用应用程序二进制文件的工具，此外还有一个 Rosetta 2 转换层，可以让 x86 应用程序在机器上运行与苹果硅。

在 Rosetta 2 中，专为 Intel 机器设计的应用程序将继续在 ‌M1‌ Mac 上运行，但性能会受到一些限制。在大多数情况下，由于 ‌M1 Pro‌ 和 ‌M1 Max‌ 芯片增加了性能增强，应用程序在 Intel 和 Apple 芯片上的运行相似。

过渡到 Apple 硅 Mac 时，一切都应该正常运行，并且在几年的过程中，几乎所有流行的 Mac 应用程序都将构建为在 ‌M1‌ Mac 上原生运行。

到目前为止，在选择 Apple 硅 Mac 时有一个重大妥协，那就是 Windows 支持。

没有适用于带有 Apple 硅芯片的 Mac 的 Boot Camp，并且这些机器无法正式运行 Windows，尽管一些用户正在想办法让它工作。官方支持可能会在未来出现，但这在很大程度上取决于微软将其基于 Arm 的 Windows 版本授权给消费者，到目前为止，这还没有发生。

‌M1‌ Ultra Mac 可以运行‌ iPhone ‌ 和‌ iPad ‌ 应用程序以及 Mac 应用程序，只要应用程序开发人员将它们提供给 Mac 用户即可。