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一块不够再拼一块，苹果手机末代 M1 芯片让人瞥见微处理器的未来
最近，很多人的 M1 芯片版苹果 MacBook 和 Mac Mini 到货了。在不少测试中，我们看到了令人期待的结果：M1 芯片跑分比肩高端 X86 处理器，对标的 CPU 是 Ryzen 4900HS 和英特尔 Core i9，还能跟英伟达的 GPU GTX 1050Ti 打得有来有回。5 纳米的芯片，真就如此神奇？
半导体行业大致按照摩尔定律（集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每 18 个月便会增加一倍）发展了半个多世纪。然而随着先进制程技术已经来到了 2nm 这一水平，晶体管大小正不断逼近原子的物理体积极限。与此同时，自动驾驶、5G、AI 等技术的发展仍在催促芯片性能的进一步提高。
可以说，在延续摩尔定律上，芯片制造商们遇到了挑战，而芯片组件的创造性封装（packaging）正在另辟蹊径地解决这一难题。Apple M1 Ultra 的「1+1」芯片设计思路或许揭示了微处理器的未来。
M1 Ultra 本质上是将两块 M1 Max 芯片「拼接」在一起，它通过 Apple 所谓的 UltraFusion 封装架构结合了两个 M1 Max 芯片，提供每秒 2.5 TB 的低延迟、处理器间带宽。从概念上讲，它类似于 AMD 的 Infinity Fabric，能确保 CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器） 和其他组件之间的快速通信。
采用台积电 5nm 工艺技术的 M1 Ultra 拥有 1140 亿个晶体管（这是个人电脑芯片中有史以来最多的），比原来的 M1 芯片增加了 7 倍。它的规格基本上等于将 2 个 M1 Max 芯片加在一起：它可以支持高达 128 GB 的统一内存，内存带宽为 800 GB/s。它包括 16 个具有 48MB L2 缓存的性能内核和 4 个具有 4MB L2 缓存的效率内核，而 GPU 最多可以有 64 个 GPU 内核。它还具有 32 核神经引擎，每秒可以执行高达 22 万亿次操作，以加速机器学习任务。
报道称，Apple 的 M1 Ultra SoC 使用台积电的 CoWoS-S（带有硅中介层的晶圆上芯片）基于2.5D 中介层的封装工艺。英伟达、AMD 和富士通使用类似的技术为数据中心和 HPC（高性能计算）构建高性能处理器。
M1芯片不是CPU，而是把多个芯片集成到了一起，CPU只是其中的一部分。
可以说，M1 是把整个计算机放在了一块芯片上。M1包含CPU、GPU、内存、输入 / 输出控制器，以及完整计算机所需的其他很多东西，这就是我们经常会在手机上看到的SoC（片上系统）概念。
M1是一个片上系统。也就是说，将构成一台计算机的所有部件都放在一块硅芯片上。
如今，如果你从英特尔或AMD购买一块芯片，你拿到的实际上是一个微处理器包，而过去的计算机主板上是多个单独的芯片。
计算机主板示例，上面包含内存、CPU、显卡、IO控制器、网卡等部件。
然而，现在我们可以在一块硅片上集成大量晶体管，因此AMD、英特尔等公司开始将多个微处理器放在一块芯片上。我们将这些芯片称为CPU核心。一个核心基本上是一个完全独立的芯片，它可以从内存中读取指令并执行计算。
具备多个CPU核心的微芯片。
很长一段时间以来，添加更多通用 CPU 核心成为提高芯片性能的主要方法，但有几家厂商没这么做。
macstudiourtal为什么那么贵
mac studio起售价为14999元，这款主机的价格虽然昂贵，但是也确实是非常好重，最重要的是相比于普通电脑主机来说，mac studio更加的轻便，并且外观也非常简约，颜值很高。不像普通的电脑主机需要一个非常厚重的机箱，越轻便的电脑也就越贵，更何况mac studio的性能也不算太差。
mac studio性能怎么样
小知识：苹果mac studio价格多少， 14999元(轻便但游戏性能差) ！-图2
mac studio的低配版本搭载的是M1 Max处理器，这是苹果公司目前较为 的一款处理器，性能非常良好，平时使用起来是不会有什么卡顿的。而高配版本则采用的是M1 Ultra处理器，这是将两块M1 Max处理器结合到一起的处理器，性能翻倍。
不过mac studio不适合用来打游戏，可能不是因为mac studio的游戏性能不太好，而是因为PC游戏对于Mac电脑的优化做的太差，苹果公司称mac studio的性能是接近于RTX3090的，但是在实际游戏表现上是达不到这个效果的，玩游戏会非常卡顿，因此不太建议大家用mac studio打游戏。
实际上基本上Mac电脑都是不太适合玩游戏的，传统的Mac电脑游戏性能还是远超Mac的，不过Mac的办公能力突出，而且比较便携，很适合不怎么打游戏并且经常需要携带主机的人群使用。
nvidia和苹果哪家技术强
nvidia和苹果哪家技术强。我认为前者技术强，因为根据资料显示，前者的质量很高，用户体验感不错，得到用户一致好评，其技术也是更好，因此nvidia技术强
m1ultra怎么发挥 功率
在当下的半导体行业中，Chiplet(芯粒)设计已经成为行业主流，推动Chiplet发展的AMD获益良多。苹果在3月9日的发布会上推出自研的M1 Ultra芯片，通过UltraFusion架构将两个M1 Max芯片拼在一起，使芯片的各项硬件指标翻倍，性能也得到大幅提升。

性能方面，苹果M1 Ultra支持128GB高带宽、低延迟的统一内存，内建20个CPU核心、64个GPU核心和32核神经网络引擎，每秒可提供高达22万亿次运算，其GPU性能是苹果M1芯片的8倍，比 的16核PC台式机高90%。

早在2021年10月的M1 Max中使用了UltraFusion技术，但直到M1 Ultra发布会上才正式公开。UltraFusion架构使用硅中介层(Silicon Interposer)和微型凸块(Micro-Bump)，将芯片连接信号超过10000个，提供2.5TB/s超高处理器间带宽和低延迟。UltraFusion的互联带宽其他多芯片互连技术的4倍多， 于由英特尔、AMD、ARM、台积电和三星等众多行业巨头组成的通用芯粒互连联盟(UCIe)。

根据苹果公司和台积电已发表的专利和论文，从2.5D/3D互连和技术层面解析UltraFusion封装架构。最近几年，随着摩尔定律的逐渐放缓，新的“摩尔定律2.0”开始被芯片厂商接受，摩尔定律2.0的核心，就是封装技术，让芯片封装从传统的2.5D升级到3D，这新技术包括了英特尔Foveros、台积电的3D晶圆键合(wafer-on-wafer)等。

从M1 Ultra发布的UltraFusion图示可以看到，苹果M1 Ultra应该是采用台积电基于第五代CoWoS Chiplet技术的互连架构。Chip-on-Wafer-on-Substrate with Si interposer(CoWoS-S)是一种基于TSV的多芯片集成技术，广泛应用于高性能计算(HPC)和人工智能(AI)加速器领域。
随着CoWoS技术的进步，可制造的中介层(Interposer)面积稳步增加，全掩模版尺寸及户翻了一番，从大约830mm2提升至1700mm2，中介层面积的增加，会让封装后的芯片的面积加大。台积电第5代CoWoS-S达到最多三个全光罩尺寸(大约2500mm2)的水平，通过双路光刻拼接方法，让硅中介层可容纳1200mm2的多个逻辑芯粒和八个HBM(高带宽内存)堆栈，芯粒与硅中介层的采用面对面(互连层与互连层对接)的连接方式。
在UltraFusion技术中，通过CoWo-S5的裸片缝合(Die Stitching)技术，可将4个掩模版拼接来扩大中介层的面积。这种方法可让4个掩模被同时曝光，并在单个芯片中生成四个缝合的“边缘”。苹果公司的专利还提到，UltraFusion技术的片间互连可以是单层金属、也可以是多层金属。

UltraFusion不仅是简单的物理连接结构，封装架构中还有6项特别优化过的技术。
项就是在UltraFusion芯片中，加入新的低RC(电容x电阻=传输延迟)金属层，它能够在毫米互连尺度上提供更好的片间信号完整性。与传统的多芯片模块(MCM)等封装解决方案相比，UltraFusion的中介层在逻辑芯粒之间或逻辑芯粒和存储器堆栈之间提供密集且短的金属互连。拥有片间完整性更好、能耗更低，同时还能以更高的频率运行。
第二项就是互连功耗控制，UltraFusion使用可关闭的缓冲器(Buffuer)，进行互连缓冲器的功耗控制，有效降低暂停的互连线的能耗。
第三项是优化高纵横比的硅通孔(TSV)，TSV是硅中介层技术中另一个非常关键部分。UltraFusion/CoWoS-S5通过使用重新设计的TSV，优化传输特性，以适合高速SerDes传输。
第四项集成在中介层的电容(iCAP)，UltraFusion在中介层集成深沟槽电容器(iCap)，提升芯片的电源完整性。集成在中介层的电容密度超过300nF/mm2，帮助各芯粒和信号互连享有更稳定的供电。
第五项新的热界面材料，UltraFusion通过集成在CoWoS-S5中，使用热导率20W/K的新型非凝胶型热界面材料(TIM)，拥有 的覆盖率，提高各个高算力芯粒的散热能力，提升整体散热性能，降低积热。
第六项通过Die-Stitching技术有效提升封装良率降低成本，UltraFusion仅将KGD(Known Good Die)进行键合，避免传统WoW(Wafer on Wafer)或CoW(Chip on Wafer)中失效的芯粒被封装的问题，提升封装后的良率，降低整体的平均成本。
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