出于實際目的，M1 Ultra就像一塊巨大的硅片，可以做到這一切。這個Apple 迄今為止最強大的芯片將 1140 億個晶體管封裝在 100 多個專用于邏輯、圖形和人工智能的處理核心中，所有這些核心都連接到 128 GB 的共享內存。但 M1 Ultra 實際上是一個“怪物”設計，它由兩個相同的 M1 Max 芯片組成，使用硅接口（silicon interface ）作為橋接。這種巧妙的設計看起來好像連體芯片實際上只是一個更大的整體。

　　由于縮小晶體管尺寸變得越來越困難，并且使單個芯片變得更大變得不切實際，芯片制造商開始將組件縫合在一起以提高處理能力。類似于樂高的方法是計算機行業(yè)旨在取得進步的關鍵方式。蘋果的 M1 Ultra 表明新技術可以在性能上產生巨大的飛躍。

　　“這項技術的出現(xiàn)恰逢其時，”Apple 硬件技術副總裁 Tim Millet 說?！皬哪撤N意義上說，這與摩爾定律有關，”他補充說，參考以英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登摩爾命名的幾十年前的公理，即芯片性能（以芯片上的晶體管數(shù)量衡量）每 18 個月翻一番.

　　但幾十年來推動計算機行業(yè)和經濟進步的摩爾定律不再適用，這已不是什么秘密。一些極其復雜且成本高昂的工程技巧有望幫助進一步縮小蝕刻到硅芯片中的組件的尺寸，但工程師們正在達到這些組件的物理極限，這些組件具有十億分之一米的特性，實際上可以做到。雖然摩爾定律已經過時，然而計算機芯片也比以往任何時候都更加重要且無處不在。尖端芯片對人工智能和 5G 等技術至關重要，而由大流行引發(fā)的供應鏈中斷凸顯了半導體現(xiàn)在對汽車制造等行業(yè)的重要性。

　　隨著每一代新一代芯片的進步越來越小，越來越多的公司轉向設計自己的芯片以提高性能。自 2010 年以來，Apple 一直在其 iPhone 和 iPad 上使用定制芯片——然后，在 2020 年，它宣布將為 Mac和 MacBook設計自己的芯片，從而擺脫英特爾的產品。蘋果利用它在智能手機芯片上所做的工作來開發(fā)其桌面芯片，這些芯片使用相同的架構，并獲得了英國公司 ARM 的許可。通過制作自己的芯片，并將通常由單獨的芯片執(zhí)行的功能集成到一個片上系統(tǒng)中，Apple 可以控制整個產品，并且可以定制軟件和硬件一起。這種控制水平是關鍵。

　　“我意識到整個 [芯片制造] 世界是天翻地覆的，”2005 年從美國網絡公司博科 (Brocade) 加入蘋果的芯片行業(yè)資深人士Millet說。相比之下，英特爾設計和制造芯片然后賣給計算機制造商，小米解釋說，蘋果可以同時為產品設計芯片，同時進行軟件、硬件和工業(yè)設計。

　　去年 10 月，當蘋果公司宣布其之前的臺式機芯片M1 Max時，一些目光敏銳的旁觀者注意到了一些奇怪的事情：沿著一個邊緣的長長的硅片似乎什么也沒做。這種神秘的硅片最終將成為高速互連技術的一部分，具有密集的精細連接陣列，Apple 稱之為 UltraFusion，它將兩個 M1 Max 芯片變成一個 M1 Ultra。

　　當 Apple 開始為高級用戶開發(fā)一款新的臺式電腦時，該產品將成為Mac Studio的產品，芯片團隊知道僅依靠摩爾定律來大幅提升性能是不可能的。但是，臺灣芯片制造商臺積電已經開始完善使用高速互連連接兩塊硅片的技術，這種想法已經存在多年，但以前主要用于組合執(zhí)行不同工作的內核. 蘋果定制了臺積電技術，讓 在Max芯片上看到的神秘界面可以將兩個高度復雜的芯片拼接在一起。

　　“UltraFusion 為我們提供了所需的工具，讓我們能夠用盡可能多的計算來填充這個盒子，”Millet 談到 Mac Studio 時說。M1 Ultra 的基準測試表明它可以與市場上最快的高端計算機芯片和圖形處理器競爭。Millet表示，隨著開發(fā)人員移植必要的軟件庫，該芯片的一些功能，例如其運行 AI 應用程序的潛力，將隨著時間的推移變得明顯。

　　M1 Ultra 是更廣泛的行業(yè)向更模塊化芯片轉變的一部分。英特爾正在開發(fā)一種技術，該技術允許將不同的硅片（稱為“chiplet”）相互堆疊，以創(chuàng)建不需要從頭開始重新設計的定制設計。該公司的首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger已將這種“先進封裝”確定為宏偉轉型計劃的支柱之一。英特爾的競爭對手 AMD 已經在使用臺積電的 3D 堆疊技術來構建一些服務器和高端 PC 芯片。本月，英特爾、AMD、三星、臺積電和 ARM 宣布成立一個聯(lián)盟，共同制定chiplet設計的新標準。在更激進的方法中，M1 Ultra 使用chiplet概念將整個芯片連接在一起。

　　Apple 的新芯片旨在提高整體處理能力?！案鶕?jù)你如何定義摩爾定律，這種方法允許你創(chuàng)建的系統(tǒng)使用的晶體管數(shù)量多于一個芯片上的晶體管數(shù)量，”麻省理工學院研究新芯片組件的教授Jesús del Alamo說。他補充說，處于芯片制造前沿的臺積電正在尋找新的方法來保持性能提升，這一點意義重大?！昂苊黠@，芯片行業(yè)認為未來的進步不僅來自摩爾定律，還來自創(chuàng)建可以由不同技術制造但尚未結合在一起的系統(tǒng)，”他說。

　　“其他人也在做類似的事情，我們當然看到了更多此類小芯片設計的趨勢，”行業(yè)通訊微處理器報告的作者Linley Gwennap補充道。

　　模塊化芯片制造的興起可能有助于提高未來設備的性能，但它也可能改變芯片制造的經濟性。如果沒有摩爾定律，具有兩倍晶體管的芯片成本可能會翻倍。“有了chiplet，我仍然可以以 300 美元的價格賣給你基本芯片，600 美元的雙芯片和 1,200 美元的超級雙芯片，”密歇根大學的電氣工程師托德奧斯汀說。從本質上講，不是芯片每年都以相同的價格變得更快，而是小芯片可能意味著額外的性能需要溢價。奧斯汀補充說，這種仍然相對較新的方法也將增加設計芯片的新復雜性，這也可能增加成本。

　　由于對小芯片方法的創(chuàng)造性采用，M1 Ultra 展示了一些市場上最強大的芯片中所見的那種馬力。它還使 Apple 能夠在 Mac 上取得顯著優(yōu)勢——就像它多年來在 iPhone 上所做的那樣。