秒杀至强CPU和专业独显？全面解读苹果Apple M1 Ultra处理器！

今天凌晨，苹果正式发布了一系列的新品，包含搭载A15芯片的新款iPhone SE、搭载M1芯片的新款iPad Air，集成A13芯片的Studio Display显示器、iPhone 13系列推出了全新的“苍岭绿”配色以及首发M1 Ultra芯片的Mac Studio主机。

其中，最值得咱们关注的，无疑就是Apple M1 Ultra，这颗芯片拥有最多20核CPU+64核GPU+32核神经网络引擎核心。搭载这颗芯片的Mac Studio被苹果誉为“造梦引擎”，在性能方面甚至超越了采用英特尔至强处理器+Radeon Pro W6800X Duo显卡，售价接近40万元的Mac Pro，但价格却只有后者的1/10。

下面，咱们就来简单了解一下Apple M1 Ultra的特色。

Apple Silicon家族后继有人

10多年前，苹果自Apple A4开始便走上了自主研发的道路，从基于Cortex-A8原生架构的优化再到基于ARM指令集的原创设计，苹果设备鸟枪换炮，无论iPhone还是iPad就好像坐上了火箭，性能一路领先同期的Android阵营，到了Apple A15 Bionic时代更是让竞争对手羡慕嫉妒恨。

2020年6月，苹果在WWDC 2020大会上正式宣布将在PC产品中全面弃用英特尔X86处理器，改用自研Apple Silicon芯片的消息，并给出了2年的过渡期。

11月，第一批搭载Apple M1处理器的MacBook Air 13、MacBook Pro 13和Mac Mini正式登台，2021年4月Apple M1还拿下了iMac一体机，在MacOS Big Sur操作系统和Universal、Rosetta 2等编译工具的加持下已经可以承担其部分生产力任务，无疑是在长期被X86芯片制霸的PC领域投下了一枚重磅炸弹。

2021年10月，苹果终于发布了Apple Silicon的后继型号，也就是全新的Apple M1 Pro和M1 Max，它们将被用于性能级的14英寸和16英寸的MacBook Pro身上，正式向高端X86 PC和工作站发起挑战，将Mac系列PC的ARM化进行到底。

谁能想到，已经不弱的Apple M1在M1 Pro和M1 Max面前就是个“弟弟”，而在X86领域堪称皇帝的酷睿i9也变成了方便果粉参考的“计量单位”。

风水轮流转，M1 Max在最新的Apple M1 Ultra面前也沦落成了“弟弟”，而且这回的“计量单位”甚至换成了英特尔至强处理器。

Apple M1家族对比

大家还记得苹果Apple M1芯片的基本规格吗？它采用5nm制程工艺，拥有160亿个晶体管，采用4大核+4小核共计8个CPU核心，集成最多8个核心的GPU和16个神经引擎的AI核心，支持统一内存架构。这颗芯片内还包含雷电/USB4控制器、PCIe 4.0控制器、Secure Enclave安全模块、机器学习加速器、高质量ISP、高性能NVMe存储、高效音频处理器、HDR视频处理器、高级显示引擎、性能控制器、加密加速器和Apple T2在内的诸多功能模块，是一颗超高集成度的SoC芯片。

在CMOS传感器领域有一句名言：“底大一级压死人”。在处理器（SoC）领域也有这么一句话：“晶体管数量压死人”——在相同制程工艺的情况下，芯片面积越大意味着晶体管数量越多，也代表着性能和功能越强。

和最初的Apple M1处理器相比，Apple M1 Pro、M1 Max、M1 Ultra同样5nm制程工艺，但芯片面积却分别提升了2倍~8倍，晶体管数量也达到了337亿、570亿和1140亿，在消费级处理器领域堪称“吓人”。而这些多出来的晶体管，就是Apple M1 Ultra的竞争底蕴。

Apple M1 Ultra详细解读

从本质来看，Apple M1 Ultra并不是什么新品，它其实就是由2颗Apple M1 Max“缝合”而来的怪兽。

2颗Apple M1 Max芯片之间通过苹果创新定制的多晶粒架构“连在一起”，官方将这种连接架构命名为“UltraFution”，该架构拥有1万多个信号点，芯片相互之间的数据传输速率高达2.5TB/s，延迟和功耗都非常低。

1颗Apple M1 Max的晶体管数量就是570亿，由2颗M1 Max缝合而来的M1 Ultra晶体管数量也首次突破千亿大关，达到了1140亿，整颗芯片上的统一内存最高可以达到128GB，内存带宽也进一步提升至800GB/s。

在这里做下科普。所谓的“统一内存架构”，就是指M1系列芯片基板上的LPDDR5芯片即可用当做内存，也能扮演GPU显存的角色，而且速度和延迟表现更好，类似技术也常见于游戏主机领域，比如索尼PS5的CPU和GPU就共享16GB GDDR6内存。

Apple M1 Ultra的CPU部分包含16个性能核心，4个能效核心，共计20核心。其中，每个性能核心都拥有192KB指令缓存、128KB数据缓存，总计48MB二级缓存。每个能效核心拥有128KB指令缓存、64KB数据缓存，总计8MB二级缓存。

Apple M1 Ultra的GPU核心也翻番到了最多64个，包含8192个执行单元，最多196608个并发线程，最大算力21TFlops，纹理填充率每秒6600亿，像素像素填充率每秒3300亿。

与此同时，Apple M1 Ultra的神经引擎核心翻番至32个，算力每秒22万亿操作。还集成2个视频解码引擎、4个视频编码引擎、4个ProRes编解码引擎，支持硬件加速H.264、H.265、ProRes、ProRes RAW，雷电/USB4控制器、PCIe 4.0控制器等诸多功能模块自然也是全部继承了下来。

借助Apple M1 Ultra强大的视频输出能力，搭载这颗芯片的Mac Studio主机支持5路视频输出，其中通过USBC接口支持4个6K@60Hz显示输出，通过HDMI接口支持1个4K@60Hz显示输出，而且都支持10亿色彩，在生产力方面做到了极致。

接下来就是苹果通过PPT吊打竞争对手的时间了。

根据苹果的官方数据，Apple M1 Ultra相比桌面16核心处理器在相同功耗下性能领先90%。

Apple M1 Ultra相比桌面16核心处理器在相同性能时可节省100W功耗。

在GPU方面，Apple M1 Ultra相比高端独显在同性能时可节省200W功耗，相比主流GPU在同性能时也能节省2/3的功耗。

在Mac Studio主机的官网宣传页面，苹果还给出了在专业生产力软件下Apple M1 Ultra的性能情况，总之就是上秒至强i9，下秒Radeon Pro W专业独显的节奏。

按照官方的描述汇总，在Mac Studio产品中，Apple M1 Ultra的CPU性能相比16核英特尔至强处理器提升了90%，相比32核至强提升了60%。GPU性能相比27英寸iMac中的AMD Radeon Pro 5700XT独立显卡提升高达4.5倍，相比Mac Pro中的AMD Radeon Pro W6900X性能提升幅度也达到了80%。

当然，Mac Studio主机的价格也并不便宜，搭载满血版Apple M1 Ultra的配置需要41999元起。但即便如此，这个价格也远远低于搭载至强处理器的Mac Pro。

来自苹果的启示

如果说前年的Apple M1只是苹果自研PC芯片的初试啼声，随后的Apple M1 Pro/Max则属于一鸣惊人，最新的Apple M1 Ultra更是让传统X86深感恐惧。

在它们的帮助下，新Mac设备可为“上得厅堂，下得厨房”，MacOS Monterey系统及各类APP也能将M1系列芯片的性能发挥至极致，Mac PC的ARM化势不可挡。

Apple M1系列芯片之所以能在Mac领域取得成功，源于苹果特色的封闭生态，其硬件和系统是深度绑定的，开发者想要开发MacOS的应用就必须适配Mac的硬件生态。当英特尔和AMD还在为兼容历史指令集而头疼时，苹果已经丢掉了历史包袱，全面取消了32位指令集，因而可以轻装前行，用省下来的晶体管和芯片面积布置更多的功能单元，还能将统一架构的内存直接封装在CPU芯片的基板上，无需考虑与任何第三方硬件（如内存条，M.2 SSD）的兼容问题。

作为普通消费者，一方面是感觉新Mac PC真的好强，一方面也会感叹它们真的好贵，希望Windows设备中也能出现与其抗衡的竞品。可惜，就现在来看，Apple M1系列ARM芯片在Mac PC领域的成功很难复制，需要微软、谷歌、高通等上下游厂商甩下历史包袱重新出发。但是，不能运行我们熟悉老旧软件的Windows还是Windows吗？

Windows阵营至今也没有完成对ARM架构生态的建设，唯二的好消息就是Windows 11可以直接运行部分Android APP，但在体验上依旧不够完美。高通发布的骁龙G3x Gen1计算平台由4颗Cortex-X1超大核和4颗Cortex-A78大核组成，具备和第一代Apple M1芯片金竞争的资本，2022年旗舰级骁龙本在性能上会有明显提升。

话又说回来，虽然Apple M1 Ultra在PPT上各种碾压X86处理器，但在扩展性、虚拟化游戏这些需求面前，X86 PC依然有着不可替代优势。只能说，在某些专业的生产力应用领域，苹果M1系列芯片的优势将越来越大，短期内X86阵营毫无逆转的可能。