蘋果M1 Ultra:真是用兩顆晶片「高級膠水」粘出來的
半個月前的那場蘋果發布會,我猜不少小夥伴都上去湊了個熱鬧。
新手機、新電腦、新晶片。。。
其中讓大家印象最深刻的肯定就是那款新的頂級晶片了:M1 Ultra。
我為什麼會這麼說?因為這款晶片的性能,簡直是牛 x 上天了!
欸等等,這參數咋這麼眼熟。
你們等會兒哈,我再去蘋果官網給你們截張去年的圖。。。
不能說是一模一樣,只能說是。。。正好翻倍。
就好像是冥冥之中有一種感覺:蘋果該不會是把兩個 M1 Max 給粘一起了吧!!!
欸你還別說,蘋果還真就是這麼乾的!!!
而且 M1 Ultra的多核跑分也剛剛好好是 M1 Max 的兩倍,蘋果本來就叼的起飛的晶片,變得加倍起飛了。
>/ 真膠水?假膠水?
但是哈。。。稍微對電腦知識有點兒了解的小夥伴可能就該說了。
這事怎麼有點兒不對勁啊!因為,像 M1 Ultra 這樣的 「 膠水晶片 」,以前不是沒人做過,結果個個都翻車了。
十幾年前,Intel 和 AMD 都搞過,當年兩家還都為了一個 「真假四核」 吵的不可開交。
結果最後通過拼接晶片造出來的多核處理器,因為跨晶片的性能協調不善,實際性能是一個比一個拉。。。
不光 CPU ,老黃當年也做過 GTX 690 一類的 「 雙內顯卡 」,號稱性能翻倍。結果實際上,大多數遊戲中也只能調用其中一顆核心進行渲染。
為什麼我知道的這麼清楚?因為我當年就是花 8000 塊錢買了一張這個卡的嫩韭菜!
哎,當年的傷心事,不提也罷。
換句話說,在以往的大多數情況下。「 膠水晶片 」 都是 —— 交雙份晶片的錢,辦一份晶片的工。
那。。。為啥這次蘋果整的這顆 M1 Ultra,就跟之前走在這條路上的老前輩們都不同,通過兩顆晶片拼接,就能夠實現 100% 的性能翻倍呢?因為啊,蘋果在兩顆晶片之間的溝通上,做足了文章。
假如大家上蘋官網看過 M1 Ultra 晶片的介紹,會看到這麼一段影片。
在影片里,兩顆晶片縫合的中間,有一層薄薄的帶子。蘋果官方稱之為 Ultra Fusion 。而別看這玩意這麼薄,它能夠承載 2.5 TB/s 的數據通訊量。
注意,是 2.5 TB!每秒!
這是個啥概念呢?咱們舉幾個可能不太恰當的例子吧。5G 夠快吧,在咱們日常生活中都覺得不需要這個速度。
Ultra Fusion 是 5G 理論極限速度 2.5GB/s 的 1000 倍,是電腦顯示卡 PCIE 4.0 x16 插槽理論速度的 近 80 倍。
根據蘋果發布會上的說法,這次 Ultra Fusion 的性能比別家的旗艦多晶片互連技術高了 4 倍還多。就算是老黃在 GTC 上剛預告的最新膠水架構 NVIDIA Grace Hopper,片內互聯速度也只做到了 900GB/s
蘋果這次具體用的是個啥製程,咱們也說不清楚。有人說是帶台積電的 CoWoS-S 封裝,也有人猜測是 INFO-LSI 封裝。
不過咱也不用費心去記這些名字,只要知道是非常非常非常 NB 就好了。
以往那些翻車的 「 膠水晶片 」 ,雖然晶片本身的多核心調度效果非常不錯,結果互相之間卻不能協調好要做什麼任務。
蘋果這次的方法非常簡單。
你通訊太慢是吧? 你溝通不暢是吧~!我給你裝一個 2.5 TB/s 的通訊頻寬慢慢去玩。粗暴,直接,但有用。在蘋果官方的宣傳中,這兩顆晶片之間的絕大部分單元,都可以直接通過 Ultra Fusion 交換資訊和數據。
從而實現不同 CPU,GPU 計算單元之間的充分利用,極大的降低數據的延遲。
所以啊,和以往的那些膠水晶片都不同,在解決了片內通訊的問題後。
蘋果的這顆膠水晶片根本就不需要被當作 「 雙核晶片 」 來看待。
對開發者來說,也不需要像以往那樣,對多晶片進程做出額外的處理。因為蘋果已經幫你把兩顆晶片優化成一個整體了。
>/ 小晶片?大晶片?
不過可能也有小夥伴會好奇了:蘋果為什麼非得研究把兩顆晶片拼一起這麼麻煩的事。
直接像之前 M1 → M1 Pro → M1 Max 那樣,設計更大一號的完整晶片不就得了?這樣不是效率更高,還省事?
嘖嘖嘖,其實吧,蘋果也想。只不過生產單片超大規格處理器的成本,就算是蘋果這樣大土豪掐指一算,也覺得划不來、扛不住。
講到這,就不得不聊一聊晶片研發的成本控制了:咱們都知道,晶片是在晶圓上切割出來的。
晶圓、晶圓、晶圓,顧名思義是個圓形部件,而大家常見的晶片則大多是個方形結構。
在切割的時候,就會尷尬的發現,這方形的晶片做的越大。。。就越容易浪費造成側邊的浪費。
這浪費的邊角料,都是白花花的票子哇。
而且啊,咱們做晶片,還得考慮到一個良品率問題。一塊晶圓做完光刻出來,多多少少都會有些電路損壞。
一般來說,廠商會通過電路設計的冗餘( 備份電路 )來解決這個影響。
但是假如一個功能的主備電路都刻壞了,那這顆晶片肯定就是 gg 了。如果設計的是小晶片還好,本身面積小,不容易出故障,每次生產的出貨量也多,壞了不心疼。
而超大規格的晶片。。。就反過來了,本身產量少,還容易壞。。。
所以用上膠水晶片設計的蘋果,實際上是給自己留足了退路:
準備生產的時候啊,就直接按照 M1 Max 的規格來做。
生產完成後找出其中相鄰並且完好的電路,讓它們兩兩成對,裝好 Ultra Fusion 後切下來,那就是一顆嶄新的 M1 Ultra。
剩下那些沒有成對匹配,但是本身性能完好的晶片,就可以將他們做正常的 M1 Max 繼續賣。
說到這裡還沒有結束,如果這 M1 Max 也做壞了呢?
要是這顆 M1 Max 只是底部做壞了,那還可以切掉下半的 GPU 和 記憶體控制器,直接當作 M1 Pro 繼續出售。
也就是說,別看 M1 族有著四個兄弟,但是理論上,只要開兩條生產線,就能給他全部生產出來。。。
這刀法。。。老黃自愧不如。其實早在發布會前,不少網友就已經在猜測蘋果會給大家整這麼一手 「 膠水晶片 」 了。
不過當時大家的猜測更加狂野,都認為蘋果還會帶來一款四晶片互聯的 M1 Super Special Final Ultra Pro Max。長的是這樣。
或者說不定是這樣。
那這威力。。。可確實不敢想像。
>/ 造單芯?膠多芯?
雖然這次的 M1 Ultra,我們最終只看到了兩顆晶片的膠水貼貼,但是在發布會的最後,蘋果也強調了這次整個桌面級處理的更新換代,還沒有結束。
說不定等到秋天,出現在我們面前的蘋果能夠再進一步。
把四顆晶片用膠水粘起來,裝在了 Mac Pro 上。
話說回來,蘋果發布會上的晶片,雖然性能毀天滅地。。。
不過對咱們普通消費者來說可能也就圖一樂。誰吃得起茶葉蛋啊 (狗頭) 。
但是對一些晶片廠商說,蘋果走的這條路,也是在給他們打個樣。這幾年,每年都能看到不少人在唱衰摩爾定律。
隨著半導體製程製程的不斷進步,生產晶片的成本也節節攀升。可成本上來了,做出來的產品卻不能讓消費者滿意。特別是在手機 SoC 上,這兩年更是頻頻翻車。
在這種環境下,晶片廠商的視野更是再次落到多芯集成上來了。單核不夠,多核來湊;多核不行,膠水再頂。
雖然 「 膠水晶片 」 只能解決性能上的燃眉之急,不能從根本上提升電晶體的密度,但其實廠商這幾年可一直沒有放下。
像 Intel 和 NVIDIA,雖然當年做的膠水品質不佳,但是這幾年也還在不斷的推出新的 「合成大晶片」:
AMD 就更不用說了,前幾年能殺回消費者市場,多靠了這一手膠水晶片 Ryzen Ryzen 和 EYPC 霄龍
別看今天,蘋果用 2.5TB/s 的 「膠水」 一時間獨佔鰲頭。但是技術的發展也是日新月異,各家廠商的新技術,新製程也是層出不窮。
誰能在這場沒有硝煙的半導體戰爭中笑到最後,也還沒個准信。想要真正做出讓大家 「眼前一亮」 的 「One More Thing」。
光靠膠水可不夠啊。。。