蘋果M1 Ultra:真是用兩顆芯片“高級膠水”粘出來的
半個(gè)月前的那場蘋果發(fā)布會,我猜不少小伙伴都上去湊了個(gè)熱鬧。新手機(jī)、新電腦、新芯片……其中讓大家印象最深刻的肯定就是那款新的頂級芯片了:M1 Ultra。我為什么會這么說?因?yàn)檫@款芯片的性能,簡直是牛 x 上天了!
欸等等,這參數(shù)咋這么眼熟。
你們等會兒哈,我再去蘋果官網(wǎng)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(gè) M1 Max 給粘一起了吧!!!
欸你還別說,蘋果還真就是這么干的!!!
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芯片,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(diǎn)兒了解的小伙伴可能就該說了。
這事怎么有點(diǎn)兒不對勁啊!因?yàn)椋?M1 Ultra 這樣的 “ 膠水芯片 ”,以前不是沒人做過,結(jié)果個(gè)個(gè)都翻車了。
十幾年前,Intel 和 AMD 都搞過,當(dāng)年兩家還都為了一個(gè) “真假四核” 吵的不可開交。
結(jié)果最后通過拼接芯片造出來的多核處理器,因?yàn)榭缧酒男阅軈f(xié)調(diào)不善,實(shí)際性能是一個(gè)比一個(gè)拉……
不光 CPU ,老黃當(dāng)年也做過 GTX 690 一類的 “ 雙核顯卡 ”,號稱性能翻倍。結(jié)果實(shí)際上,大多數(shù)游戲中也只能調(diào)用其中一顆核心進(jìn)行渲染。
為什么我知道的這么清楚?因?yàn)槲耶?dāng)年就是花 8000 塊錢買了一張這個(gè)卡的嫩韭菜!
哎,當(dāng)年的傷心事,不提也罷。
換句話說,在以往的大多數(shù)情況下。“ 膠水芯片 ” 都是 —— 交雙份芯片的錢,辦一份芯片的工。
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,通過兩顆芯片拼接,就能夠?qū)崿F(xiàn) 100% 的性能翻倍呢?因?yàn)榘?,蘋果在兩顆芯片之間的溝通上,做足了文章。
假如大家上蘋官網(wǎng)看過 M1 Ultra 芯片的介紹,會看到這么一段視頻。
在視頻里,兩顆芯片縫合的中間,有一層薄薄的帶子。蘋果官方稱之為 Ultra Fusion 。而別看這玩意這么薄,它能夠承載 2.5 TB/s 的數(shù)據(jù)通信量。
注意,是 2.5 TB!每秒!
這是個(gè)啥概念呢?咱們舉幾個(gè)可能不太恰當(dāng)?shù)睦影伞?G 夠快吧,在咱們?nèi)粘I钪卸加X得不需要這個(gè)速度。
Ultra Fusion 是 5G 理論極限速度 2.5GB/s 的 1000 倍,是電腦顯卡 PCIE 4.0 x16 插槽理論速度的 近 80 倍。
根據(jù)蘋果發(fā)布會上的說法,這次 Ultra Fusion 的性能比別家的旗艦多芯片互連技術(shù)高了 4 倍還多。就算是老黃在 GTC 上剛預(yù)告的最新膠水架構(gòu) NVIDIA Grace Hopper,片內(nèi)互聯(lián)速度也只做到了 900GB/s
蘋果這次具體用的是個(gè)啥工藝,咱們也說不清楚。有人說是帶臺積電的 CoWoS-S 封裝,也有人猜測是 INFO-LSI 封裝。
不過咱也不用費(fèi)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 “ 膠水芯片 ” ,雖然芯片本身的多核心調(diào)度效果非常不錯(cuò),結(jié)果互相之間卻不能協(xié)調(diào)好要做什么任務(wù)。
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(gè) 2.5 TB/s 的通訊帶寬慢慢去玩。粗暴,直接,但有用。在蘋果官方的宣傳中,這兩顆芯片之間的絕大部分單元,都可以直接通過 Ultra Fusion 交換信息和數(shù)據(jù)。
從而實(shí)現(xiàn)不同 CPU,GPU 計(jì)算單元之間的充分利用,極大的降低數(shù)據(jù)的延遲。
所以啊,和以往的那些膠水芯片都不同,在解決了片內(nèi)通訊的問題后。
蘋果的這顆膠水芯片根本就不需要被當(dāng)作 “ 雙核芯片 ” 來看待。
對開發(fā)者來說,也不需要像以往那樣,對多芯片進(jìn)程做出額外的處理。因?yàn)樘O果已經(jīng)幫你把兩顆芯片優(yōu)化成一個(gè)整體了。
小芯片?大芯片?
不過可能也有小伙伴會好奇了:蘋果為什么非得研究把兩顆芯片拼一起這么麻煩的事。
直接像之前 M1 → M1 Pro → M1 Max 那樣,設(shè)計(jì)更大一號的完整芯片不就得了?這樣不是效率更高,還省事?
嘖嘖嘖,其實(shí)吧,蘋果也想。只不過生產(chǎn)單片超大規(guī)格處理器的成本,就算是蘋果這樣大土豪掐指一算,也覺得劃不來、扛不住。
講到這,就不得不聊一聊芯片研發(fā)的成本控制了:咱們都知道,芯片是在晶圓上切割出來的。
晶圓、晶圓、晶圓,顧名思義是個(gè)圓形部件,而大家常見的芯片則大多是個(gè)方形結(jié)構(gòu)。
在切割的時(shí)候,就會尷尬的發(fā)現(xiàn),這方形的芯片做的越大……就越容易浪費(fèi)造成側(cè)邊的浪費(fèi)。
這浪費(fèi)的邊角料,都是白花花的票子哇。
而且啊,咱們做芯片,還得考慮到一個(gè)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(shè)計(jì)的冗余( 備份電路 )來解決這個(gè)影響。
但是假如一個(gè)功能的主備電路都刻壞了,那這顆芯片肯定就是 gg 了。如果設(shè)計(jì)的是小芯片還好,本身面積小,不容易出故障,每次生產(chǎn)的出貨量也多,壞了不心疼。
而超大規(guī)格的芯片……就反過來了,本身產(chǎn)量少,還容易壞……
所以用上膠水芯片設(shè)計(jì)的蘋果,實(shí)際上是給自己留足了退路:
準(zhǔn)備生產(chǎn)的時(shí)候啊,就直接按照 M1 Max 的規(guī)格來做。
生產(chǎn)完成后找出其中相鄰并且完好的電路,讓它們兩兩成對,裝好 Ultra Fusion 后切下來,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芯片,就可以將他們做正常的 M1 Max 繼續(xù)賣。
說到這里還沒有結(jié)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 內(nèi)存控制器,直接當(dāng)作 M1 Pro 繼續(xù)出售。
也就是說,別看 M1 族有著四個(gè)兄弟,但是理論上,只要開兩條生產(chǎn)線,就能給他全部生產(chǎn)出來……
這刀法……老黃自愧不如。其實(shí)早在發(fā)布會前,不少網(wǎng)友就已經(jīng)在猜測蘋果會給大家整這么一手 “ 膠水芯片 ” 了。
不過當(dāng)時(shí)大家的猜測更加狂野,都認(rèn)為蘋果還會帶來一款四芯片互聯(lián)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(shí)不敢想象。
造單芯?膠多芯?
雖然這次的 M1 Ultra,我們最終只看到了兩顆芯片的膠水貼貼,但是在發(fā)布會的最后,蘋果也強(qiáng)調(diào)了這次整個(gè)桌面級處理的更新?lián)Q代,還沒有結(jié)束。
說不定等到秋天,出現(xiàn)在我們面前的蘋果能夠再進(jìn)一步。
把四顆芯片用膠水粘起來,裝在了 Mac Pro 上。
話說回來,蘋果發(fā)布會上的芯片,雖然性能毀天滅地……
不過對咱們普通消費(fèi)者來說可能也就圖一樂。誰吃得起茶葉蛋啊 (狗頭) 。
但是對一些芯片廠商說,蘋果走的這條路,也是在給他們打個(gè)樣。這幾年,每年都能看到不少人在唱衰摩爾定律。
隨著半導(dǎo)體制程工藝的不斷進(jìn)步,生產(chǎn)芯片的成本也節(jié)節(jié)攀升??沙杀旧蟻砹?,做出來的產(chǎn)品卻不能讓消費(fèi)者滿意。特別是在手機(jī) SoC 上,這兩年更是頻頻翻車。
在這種環(huán)境下,芯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 “ 膠水芯片 ” 只能解決性能上的燃眉之急,不能從根本上提升晶體管的密度,但其實(shí)廠商這幾年可一直沒有放下。
像 Intel 和 NVIDIA,雖然當(dāng)年做的膠水品質(zhì)不佳,但是這幾年也還在不斷的推出新的 “合成大芯片”:
AMD 就更不用說了,前幾年能殺回消費(fèi)者市場,多靠了這一手膠水芯片 Ryzen 銳龍 和 EYPC 霄龍
別看今天,蘋果用 2.5TB/s 的 “膠水” 一時(shí)間獨(dú)占鰲頭。但是技術(shù)的發(fā)展也是日新月異,各家廠商的新技術(shù),新工藝也是層出不窮。
誰能在這場沒有硝煙的半導(dǎo)體戰(zhàn)爭中笑到最后,也還沒個(gè)準(zhǔn)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……