2つのM1 Maxをウルトラフュージョンした最上位チップ「M1 Ultra」が登場、最大128GBのユニファイドメモリ搭載でメモリ帯域は800GB/sに到達

2022年3月9日に開催されたAppleの新製品発表イベントで、M1 Maxのダイを2つ合体させた最上位チップ「M1 Ultra」をAppleが発表しました。CPUは20コア、GPUは最大64コア、Neural Engineは32コア、最大128GBのユニファイドメモリ＆800GB/sのメモリ帯域を実現したモンスターSoCになるとのこと。

Apple Events - Apple
https://www.apple.com/apple-events/

Apple、パーソナルコンピュータ向けとして世界で最もパワフルなチップのM1 Ultraを発表 - Apple (日本)
https://www.apple.com/jp/newsroom/2022/03/apple-unveils-m1-ultra-the-worlds-most-powerful-chip-for-a-personal-computer/

M1チップの登場により、Macは1年で大きな変化を遂げました。

MacのラインナップはほぼすべてApple Siliconへの移行を完了。

M1チップ搭載Macを出荷し始めて以来、AppleのMac部門は全四半期で業界平均の成長率を上回る成長を遂げているとのこと。

M1チップはM1・M1 Pro・M1 Maxの3モデルが存在していますが……

これに新たに「M1 Ultra」が加わることになります。

M1・M1 Pro・M1 Maxのダイサイズは以下の通り。AppleはM1チップをM1 Pro、M1 Maxと進化させるにつれ、アーキテクチャも拡張してきました。

これは驚異的なパフォーマンスを実現するために他なりません。

しかし、M1 Maxよりも大きなダイを作るには物理的な制約がありました。

ダイサイズの拡張にはマザーボードを介して2つのチップをつなぐというアプローチが主流ですが……

この方法には大きな犠牲が伴うそうです。

その犠牲とは、「遅延の増大」「帯域幅の減少」「電力消費量の大幅な増加」など。

そこで、M1 Ultraは通常の「マザーボードを介して2つのチップをつなぐ」というアプローチを採用せずに、画期的なアプローチを採用したとのこと。

「ダイツーダイインターコネクト」と呼ばれるテクノロジーにより……

M1 Maxのダイを2つつなげることで、M1 Ultraを作成。

このダイとダイをつなぐテクノロジーをAppleは「UltraFusion(ウルトラフュージョン)」と呼んでいます。

UltraFusionアーキテクチャにより1万以上の信号を接続することとなるため、2つのダイ間では2.5TB/sという超高速でのデータ転送が可能となります。

これにより、「マザーボードを介して2つのチップをつなぐ」という従来のアプローチを採用する際に発生する「遅延の増大」「帯域幅の減少」「電力消費量の大幅な増加」を解消可能に。

M1 Ultraは1140億個のトランジスタを搭載しており、これはM1の7倍にもおよびます。

M1ファミリーのダイサイズを比較すると以下の通り。画像で見てもわかる通り、M1 UltraのダイサイズはM1 Maxの2倍。

メモリ帯域幅は800GB/sまで増加。

ユニファイドメモリは最大128GB

CPUは20コアで、16の高性能コアと4つの高効率コアという構成

GPUは64コアで、GPU性能はM1チップの約8倍高速です。

Neural Engineは32コアで最大毎秒22兆の演算処理が可能

Media engineはM1 Maxの2倍の能力を持ち……

ProResビデオのエンコードとデコードのスループットをかつてないほど向上してくれます。

M1 Maxのワット当たりのパフォーマンスは業界をリードしており……

標準的な10コアCPUと比較すると、マルチスレッドCPUパフォーマンスを65％少ない電力で実現可能。

M1 Ultraの場合、標準的な16コアCPUと比べて同じ電力量で90％高いパフォーマンスを発揮できます。

さらに、M1 Ultraはピーク時のパフォーマンスを100ワットも少ない電力で発揮可能。

GPUパフォーマンスを標準的なディスクリートGPUと比較すると、同等のパフォーマンスを3分の1の電力で発揮できます。

これは消費電力が200ワット少ないという計算になるとのこと。

M1 Ultraの機能をまとめた画像が以下の通り。

発表イベントで流れたM1 Ultraをアピールするムービーは、以下から見ることができます。

M1 Ultra | Changing the game | Apple - YouTube