Apple M1 Ultra：Chiplet技術「超能揭秘」
作者 : Brian Dipert，EDN專欄作者
Apple今年度的春季產品發表會主題命名為「超能揭秘」(Peek Performance)，最大亮點就是推出‘M1 Ultra’小晶片(Chiplet)技術...
Apple在今年三月舉辦例行的年度春季產品發表會，這次主題命名為「超能揭秘」(Peek Performance)，最大亮點就是推出‘M1 Ultra’小晶片(Chiplet)技術：
這一次的發表會再度採用完全預錄的方式；很顯然，與新冠肺炎(COVID-19)疫情有關的感染、住院治療以及死亡率的下降，還沒有到足以讓Apple能安心地親自上場。但奇怪的是，整場活動內容並未提到在烏克蘭令人心碎的戰況。鑑於Apple宣佈此發表會的時間相對較晚(與過去幾年相較)，我還一度開始覺得全球所發生的各種不幸可能迫使Apple今年完全放棄舉辦該活動。
在談這款Chiplet之前，按例先來看看此次活動中值得注意的一些發佈，一如往常地，按照其公佈的順序加上我的分析(以及在某些情況下提出的評論)吧！
美國職棒大聯盟登上AppleTV+
當然了，這一切都是基於實際上會有一個賽季的前提假設…
松嶺青色iPhone 13登場…
該提早祝大家聖派翠克節(Saint Patrick’s Day；一年一度的染綠活動)快樂嗎？
第三代iPhone SE來了！
2022年版iPhone SE來自2020年第二代機型的強化功能包括：
- 從A13Bionic (首見於iPhone 8中使用)升級至A15 Bionic的6核心變化版SoC，之前首度用於iPhone 13。
- 支援5G行動通訊，但僅限於Sub-6頻段，而無毫米波(mmWave)頻段。
- 支援無線充電，並搭載用於無線充電功能的玻璃後蓋(同樣源於iPhone 13)。
其他方面與其SE2前身基本相同，包括支援舊型但仍好用的Touch ID指紋讀取器等。請注意，這些真的都還不賴喔！(那個還保存著兩台2016年第一代iPhone SE的人表示)
第五代iPad Air
Apple已將原始iPad平板電腦分成(?)三個平行的產品線了：
- iPad Pro：採用最新且最優質的SoC、顯示器、音訊和無線子系統、攝影機、連線選項和配件等，價格當然也相匹配。
- iPad Air：更加輕薄，並搭載前一代iPad Pro系列首度亮相的接收功能。
- iPad：在整個系列產品發展到新一代時，最後才傳承來自前一代的遲來功能。
大約在一年前，Apple將M1 SoC (以前僅限於該公司的電腦)移植到iPad Pro。這一次，iPad Air帶來了一點樂趣，再次配備M1的全8核心繪圖處理器(GPU)變化版，還包括選配的5G行動網路支援(同樣地僅支援sub-6GHz)，以及具有「人物置中」(Center Stage)、虛擬跟隨(Follow Me)模式以及經升級的前置攝影機。該模式運用超廣角光學與人工智慧(AI)強化的數位變焦功能組合。
M1 Ultra SoC：鏡像M1 Max？
去年十月，在介紹M1 Pro和Max SoC變化版(以及採用該SoC的系統)時，我曾經寫了關於‘M2’的文章…
新的M1 Pro和M1 Max SoC晶片尺寸已經比想像中要來的「巨大」，下一代的半導體製程也不會很快到來(至少在Apple所需的時程內)。因此筆者的最佳猜測是，從現在到明年底間，Apple將會發佈‘M2’SoC，粗略從CPU和GPU核心數來看，跟現在的M1差不多，但採用衍生自A15的微架構，並以系統級增加核心數和系統記憶體配置來實現多個SoC互連，大概就有點像AMD在其最新一代CPU中所採用的‘Chiplet’(小晶片技術)。如此能夠讓公司利用相同的晶片跨越不同的系統產品版本。
但M2並沒有出現，我那時也沒能預料到(請注意當時所說的「明年底」時間點)，但在不到六個月前所預測的其中一部份已經實現了。回想一下，M1 Pro和M1 Max之間的根本區別在於後者的裸晶(Die)上有效地多加了一個GPU子系統…結果在建置時仍然是單一裸晶。乍看之下，您可能會覺得M1 Ultra是一個更令人印象深刻的複製品；看起來就像鏡像呈現整個M1 Max裸晶。然而值此之際，我將重申稍早之前所說的部份內容作為提醒：新的M1 Pro和M1 Max SoC上的裸晶尺寸已經大的離譜了，而新一代半導體製程也不會很快到來(至少在Apple所需的時程內)。
實際上，您看到的是兩個不同的 M1 Max裸晶，其間透過矽晶互連技術連接在一起：簡而言之，就是一款「小晶片」(Chiplet)，而且真的是互連。以下引用新聞稿的內容：
Apple的創新UltraFusion利用矽中介板連接這些晶片，可同時傳遞超過10,000個訊號，提供每秒2.5TB的超低延遲和處理器間頻寬，是業界頂尖多晶片互連技術頻寬的4 倍以上。
諷刺的是，AMD、Arm、英特爾(Intel)和其它產業重量級廠商(但並不包括Apple，我想現在應該知道原因了…奇怪的是NVIDIA也不在這份名單上)就在兩天前公佈一個開放式業界標準——‘Universal Chiplet Interconnect Express＇(UCIe)，以推動標準化的小裸晶互連。
M1 Ultra 滿載 1,140 億個電晶體，並支援高達 128GB 的快速統一記憶體。
裸晶倍增的結果，可預測的是其它SoC規格也跟著加倍…高達128GB的封裝中整合式DRAM、20個CPU核心，以及48個到64個GPU核心。從導入的角度來看，最後一點對我對來說可能是最令人印象深刻的轉折點…就在幾個月前，我寫了篇文章，內容是關於手邊正在建構的系統：
為了提升系統的整體繪圖效能，使其達到更現代化的水準，方法是執行AMD在當時稱為‘Hybrid Crossfire＇模式的配置中兩個繪圖子系統(其中「Hybrid」(混合)修飾詞引據的是兩個GPU當中有一個是在加速處理器(APU)上，而不是像其同類那樣是分離的)。
這個概念很簡單：例如，同時執行的繪圖處理器會分擔整體「吃重」的負載，或者在序列畫素列上運作。然而，這在導入(與其NVIDIA的可擴充鏈結介面(SLI)同類一樣)上就不那麼簡單了；想像一個跨越多個畫素列的單一多邊形，您就可以立即地憑直覺知道涉及將概念化為現實的GPU間的互動量。因此，現在很少有遊戲(或其它)繪圖應用程式試圖利用此概念的潛力。
Apple顯然再次嘗試運用多重GPU平行處理的概念，這大部份可歸因於其硬體和軟體(作業系統、繪圖API和核心應用程式)的垂直整合。
Mac Studio
在產品發表會前的預測，很明顯的一部份著重於Apple是否會使用M1 Pro和/或M1 Max SoC升級Apple以矽晶為基礎的Mac Mini，以增加平台的處理能力，並擴大其連線能力。儘管該公司仍有可能這樣做，但是我覺得之後過渡到M2的可能性更高。正如我在去年Apple秋季發表會後所提到的：
過去一年來，好幾次我都告訴自己，來「敗」一台新的M1 Mac mini吧！但相對不足的外部連接，加上最大系統記憶體只有16Gb (還有相對主流8Gb選擇的可笑加價)，都讓我下不了手，但筆者承認自己是非典型果粉；對於大多數人而言，M1 Mac mini已經夠用，至於高階使用者，Mac Pro才是永遠的選擇。
有一點得說說：Mac mini原本的出發點乃低價取向，是針對已經擁有鍵盤、滑鼠以及顯示器的PC使用者，提供進入Apple生態系統的「大門鑰匙」。然而，隨著時間過去，Mac mini變得愈來愈粗勇且昂貴，模糊了其與Mac Pro之間的定位區別；The Verge在2018年發表Apple Mac《Mini更強大也更貴》(Mini Gets Mighty and Pricey)一文即已說明了一切。所以，假如Apple先不推採用自家晶片的Mac mini，而繼續銷售Intel架構的高階版，直到採用自家晶片的Mac Pro準備好上市，筆者也不會覺得驚訝。
迄今為止，Apple的產品線仍然包括以Intel為基礎的Mac Mini和Mac Pro…儘管Apple在近期發表會結束時明確表示，對於承繼後者的Apple矽晶式產品，重點是在於何時推出，而非「如果」推出的話。然而，有趣的是，Apple也在此次活動中淘汰了以Intel為基礎的27吋iMac，在此之前並已停產其更高階的iMac Pro家族產品，從而使大於24吋整合式多合一(All-in-One)電腦的整個未來受到某種程度的質疑。
反之，我們得到的是一個有點新的產品，即Mac Studio，看到它讓我這個G4 Cube擁有者會心一笑。如果您想要的話，可以想像成服用類固醇似的極緻Apple Silicon Mac Mini。它是M1 Ultra SoC的第一個系統目標(以及M1 Max的附加選項)，體積是Mac Mini (1.4×7.7×7.7吋，相對於3.7×7.7×7.7吋)的兩倍多。它比以Intel為基礎的Mac Pro更優良，至少就書面規格而言。但與Mac Pro (確切而言是第一代和最新一代的產品，中間如「垃圾桶」般不怎麼樣的一代產品除外)不同的是，儘管與G4 Cube一樣，但它是利用額外的尺寸來有效散熱，而不是用於擴展終端使用者系統。
Studio Display
當然了，Mac mini 和Mac Studio都沒能配備整合型顯示器，因此Apple也順便推出了主流(當然是相對的意思…這畢竟是我們正在談論的Apple)產品。該公司在銷售品牌CRT和(之後的LCD顯示器方面有著相當長的歷史，但在2017年27吋Thunderbolt顯示器(我擁有的一個例子)之後，該公司轉換成聯合行銷並轉售LG的4K和5K解析度LCD，作為主流使用者之用。該公司的產品線中仍包括32吋Pro Display XDR，不過要價4,999美元(支架還要再額外的1,000美元，而奈米紋理玻璃也要再加上相同的價格)，實在不適合大眾使用。
27吋5K解析度Studio Display完整配備整合式六道揚聲器陣列、多重麥克風陣列和1,200萬畫素的網路攝影機(webcam)，並由A13 Bionic SoC所驅動，象徵著該公司重返主流市場。也就是說，它的價格仍然是1,599美元，但是是指配備基本支架，且沒有奈米紋理玻璃的變化版本(也有提供VESA安裝用途的無支架選項)。而且，它不僅適用於Mac Studio，也適用於任何Thunderbolt介面的Mac。
順便一提的是，我在前一句中以斜體強調Mac別具目的。正如我從擁有的舊版LCD中所了解到的，如果您日後想要換搭配PC使用的話，不要買這台顯示器。的確是有Thunderbolt介面的非Apple系統，然而，Thunderbolt是此台顯示器唯一的介面選項。而且甚至更重要的是，您會發現此台LCD並沒有內建的硬體按鈕可用來調整亮度、對比或其它控制元件；反之，這些功能專門用連接的Mac上執行的軟體。購買者要自行負責。
(至少)還有一件事要提
Apple在2020年中揭露其自家矽晶策略後不久，該公司預測在2022年年底之前將完全擺脫以Intel為基礎的電腦。至今以Apple Silicon為基礎的產品包括：
- Mac mini
- Mac Studio
- MacBook Air
- MacBook Pro
- iMac
而目前仍然使用Intel晶片的產品包括：
- 高階Mac mini
- Mac Pro
我猜想，Mac mini是否完全轉換為Apple Silicon，一切要取決於M2或更高階的M1 SoC。Apple現在可能只是將後者延期，希望使用者會轉而購買更有利可圖的Mac Studio。而Apple Silicon Mac Pro (會以M2為基礎嗎？chiplet數更高的M1 Ultra建置嗎？)已成定局。至少在我看來，Apple的計劃正按部就班(或甚至超前時間表…)地進行著。
(參考原文：Apple’s Spring Event pique: A not-so-unique chiplet ‘peek’，by Brian Dipert)
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