蘋果完善、緊密、優渥的生態如何造就?原來晶片才是蘋果最強壁壘

作者 | 發布日期 2022 年 03 月 11 日 8:00 | 分類 Apple , 晶片 , 零組件 Telegram share ! follow us in feedly


M1 系列晶片終於落幕,M1 Ultra 出現讓人驚鴻一瞥(Peek),也明示 M 系列晶片繼續巔峰下去(Peak)。

面對物理製程節點即將達物理極限,蘋果晶片設計師用簡單的「1+1」解決一系列晶片設計難題。

1 Ultra=2 Max,M1成了計算單位

M1 Ultra發表前,蘋果官網M1 Max架構圖並未展示「高速匯流排」。

反而民間DIY愛好者發現,並大膽猜測是為後續「拼接」晶片預留。當時猜測便是一則高速匯流排串聯多塊M1 Max。

(Source:蘋果

M1 Ultra的確如此,透過預留區域拼接,同樣兩枚晶片數據互通,也經由拼接的矽介質。

蘋果取了個很蘋果的名字,為UltraFusion。依稀記得Fusion這詞上次被提及,還是iMac的Fusion Drive,不過上次結合是硬碟,這次是晶片,更Ultra(極致)了。

▲ 將兩塊M1 Max接起來的UltraFusion架構,其實就是無數矽介質通道。

一台設備用多枚晶片並非蘋果首創,與雙路泰坦、四路泰坦有些類似。不過蘋果微調,UltraFusion架構如統一記憶體,擺脫數據經主機板連接的讀寫性能和能效損耗。

▲ M1 Ultra規格簡介。

M1 Ultra兩枚M1 Max可實現2.5TB/s低延遲互連頻寬。不同於M1 Pro、M1 Max的多種規格,簡單晶片加倍的M1 Ultra有兩種規格。

  • 丐版M1 Ultra:20核心CPU、48核心GPU、32核心神經引擎、64GB統一記憶體。
  • M1 Ultra:20核心CPU、64核心GPU、32核心神經引擎、128GB統一記憶體,對應的就是砍半M1 Max。

從這裡看,M1 Ultra的出現應歸功於封裝技術,而非晶片生產。通俗點說,蘋果設計M1 Max時預留「塗膠水」位置,「一拍即合」。

從M1出現,到M1 Pro、M1 Max再到M1 Ultra,蘋果的M系晶片以ARM架構的高能效比為基礎,加入了令人嘖嘖稱奇的「統一記憶體」、「UltraFusion架構」,誕生的SoC足以顛覆傳統的晶片設計。

這創新的想法,蘋果架構師蒂姆‧米勒特(Tim Millet)曾在訪談中表示,一切都是站在蘋果十幾年獨自研發A晶片的「巨人」肩膀之上。而曾經下定投入大量資源決心自研晶片,自然是源自賈伯斯對完美產品的追求。

▲ 蘋果晶片架構師、副總裁蒂姆‧米勒特(Tim Millet)。(Source:蘋果

10日凌晨Tim Millet肯定說,M1 Ultra是最後的M1晶片,但距離兩年從x86轉向ARM陣營的期限,還有幾個月的時間,Mac系列也差最後一塊「一錘定音」拼圖。

Mac Studio並非承自英特爾版Mac Pro,且M1 Ultra也不是過渡期最後和最強大的M晶片。

兩年之約,M1 Ultra並非是終章

晶片架構陣營轉換,蘋果有過一次經驗,但從X86轉到ARM如此的順利,實屬罕見。

▲ 蘋果Studio套裝:Mac Studio與Studio Display。

M1系列晶片徹底解放產品形態,蘋果能以Pro Workflow團隊特定需求解決Mac產品形態,Mac產品定義和形態不再受晶片能效掣肘。M1 Ultra有兩倍M1 Max性能,但對蘋果來說還不夠Pro,僅達Studio等級。

Mac Studio公布之後,Geekbench資料庫也出現了M1 Ultra的跑分,單核心1793的分數與M1 Max接近,但多核心性能直接到24,055,與AMD Ryzen 3960X線程撕裂者差不多。

而至於蘋果口中的M晶片Mac Pro或許只有M2 Ultra可解了。

▲ 等待更新的Intel版Mac Pro。

在M1 Ultra和後續更強的M晶片不斷上探Studio工作室級和Pro專業級市場,增加產業影響力之時,M1晶片也開始被下放至iPad,不斷提升市場占有率。

除了「雙路M1 Max」的M1 Ultra,M1也下放到iPad Air產品線中,無形之中降低了M晶片的准入門檻。而平板市場的回暖,也讓iPad收益,一舉奪得2021年全球平板電腦市場,34.2%的市占比第二、第三的三星和聯想加起來都多,數據來自IDC。

搭載M1晶片的iPad Air 5也會是iPad的出貨主力,M晶片的市場占有率自然也會大幅提升,繼續強化M晶片認知度。

臨近兩年之約的節點,蘋果顯然加快了M晶片的布局頻率,iPad Air、iPad Pro、MacBook Air、MacBook Pro、Mac mini、Mac Studio,能放M晶片的統統更新了個遍,與從Power轉到Intel的歷史進程保持一致。

▲ 2020年12月份,Adobe發布了ARM 版Lightroom。

另一層面上,經營十幾載的蘋果生態也有了空前號召力,除了一些行業軟體和遊戲外,大眾的、專業的軟體在過渡期內幾乎齊齊的開發出了原生ARM版本,甚至微軟的一眾office套件也逐一適配。

凌晨的M1 Ultra可以說是M1系列中最後的一塊晶片,但以「兩年之約」這個過渡期來說,M1 Ultra可能只是個「高潮」,而非終結。

一錘定音的必定是Mac Pro。

M晶片的巨型恐龍化只是個表象

兩塊M1 Max拼接成的M1 Ultra已經超過英偉達頂級GPU GA100晶片面積(826mm²),成為當下消費級最大的晶片。

其實,單個M1 Max 晶片432mm²的面積就已經十分可觀,幾乎無限接近了500mm²。面積再大,晶片設計良率會急轉直下,如700mm²的設計合格率大概只有30%,縮小到150mm²良品率就飆升到80%。

另一方面,愈發先進的製程製程也讓晶片生產成本陡升。根據IBS所公布的數據,設計3奈米晶片預計將耗資5.9億美元,而5奈米只要4.16億美元,7奈米為2.17億美元,28奈米不過才4,000萬美元。倘若蘋果M晶片全面轉入3奈米的話,設計成本可能就要增加50%。

似乎無路可走,未來愈發不明朗了?

雖然僅僅是兩枚晶片的拼接封裝,M1 Ultra成型的理念有些類似AMD的Chiplet(小晶片)技術。只不過,蘋果用的是兩枚超大晶片。

▲ AMD基於Zen 2的EPYC 2(Rome)處理器。(Source:AMD)

不同於蘋果,Chiplet更多是運用舊製程(如7奈米晶片),小型化的晶片(CPU),利用先進的封裝製程進行混裝,靈活度很高。

Chiplet的優勢便是降低成本,擺脫對先進製程節點的依賴,甚至可以彎道超車。不過,Chiplet是將晶片2D、3D堆疊,對於熱管理設計和熱功耗的控制更為嚴格。

▲ AMD基於3D Chiplet封裝的Ryzen 9 5900X CPU。

但這些劣勢在本身功耗比俱佳的M晶片上,似乎成為了進入Chiplet的一則優勢。

在確定M1 Ultra會是M1系列最後一枚晶片時,也使之前猜測的四枚M1 Max拼接的巨型晶片自然也停留在了猜想階段。

▲ 在M1 Ultra發布之前,民間大神猜想的M1晶片升級之路。

相對來說,在保證數據高速傳輸以及統一內存的桎梏下,四枚M1 Max的組合對UltraFusion架構的設計要求更高,但不排除在實驗室中蘋果已經有了相應的晶片構想和與之相配的平台。

只是以現階段,傳統的製程製程節點升級仍然是個較為穩妥的選擇,繼續依靠4奈米、3奈米的先進製程繼續提升晶體管數量,與之完成相應的處理器升級。

同樣地,後續的M晶片也極有可能與M1系列看齊,一代四枚,最高等級停留在Ultra上。但並不排除蘋果在某個時間節點拿出一塊擁有M系列和A系列晶片組成的超大SoC塞入一個Pro後綴的產品之中。

讓行業嘆息、消費者驚嘆的晶片壁壘

在談及蘋果產品的時候,我們更傾向於「生態」優勢。我們被它的軟體生態所捆綁,設備間工作流的無縫切換,數據透過iCloud無縫流轉,用上iPhone、Mac、iPad就再也不想換陣營,樂不思蜀。

▲ 搭載M系列晶片的Mac們(除了左四的Studio Display,它搭載的是A13)。

是什麼造就了蘋果完善、緊密、優渥的生態?不是封閉,不是優秀的設計,也不是強大的硬體,而是早就布局十幾載的晶片。

蘋果可以為了前置攝影鏡頭的人物居中,空間音頻,喚醒Siri等功能,將一枚A13晶片塞入Studio Display裡。而即使放在現在A13晶片依然能夠跟Android陣營的主流SoC打的有去有回。

同樣也可以為了5G,給iPhone SE 3塞入一枚A15,這就好比在小 march 的車子中塞一個V8。

在蘋果產品中,自研晶片幾乎無處不在。

無論是前無古人的M1系列晶片,還是逐步下放到IoT的A系晶片,使蘋果的硬體擁有了幾近一致的體驗,並在此基礎上建立出了所謂的生態。

A系、M系晶片壁壘才是蘋果產品最強最大的優勢所在,讓同類型產品難以望其項背。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:shutterstock)

延伸閱讀:

關鍵字: , , ,