アップルがパワフルで電力効率の高いPC用チップ「M1 Ultra」を開発

2022.03.11

PC用チップでは史上最多の1,140億個のトランジスタで構成

Appleからパーソナルコンピュータ向けに〝世界で最もパワフルなチップ〟であるM1 Ultraが発表された。

M1 Ultraは、かつてないレベルのパフォーマンスと能力を持つシステムオンチップ（SoC）を作り出すために、2つのM1 Maxチップのダイを相互接続するUltraFusionを搭載。同日発表となった新しいMac Studioに装備される。この新しいSoC（システムオンチップ）は、パーソナルコンピュータ用チップでは史上最多の1,140億個のトランジスタで構成される。

M1 Ultraは20コアCPU、64コアGPU、32コアNeural Engineがアクセス可能な、最大128GBの高帯域幅、低レイテンシのユニファイドメモリで構成が可能で、コードをコンパイルするデベロッパ、これまではレンダリングが不可能だった膨大な3D環境で作業するアーティストに優れたパフォーマンスを提供していく。

映像のプロに対しては、Afterburner搭載の28コアのMac Proよりも最大5.6倍速いProResビデオのトランスコードが可能になるという。

画期的なUltraFusionアーキテクチャ

M1 Ultraの基礎は、きわめてパワフルで電力効率の高いM1 Maxだ。M1 Ultraを構築するために、Appleの専用設計のパッケージングアーキテクチャであるUltraFusionを使って、2つのM1 Maxのダイが接続されている。

パフォーマンスを拡張する最も一般的な方法は、マザーボード経由で2つのチップを接続するだが、レイテンシが増大したり、帯域幅が減少したり、あるいは電力消費が増加するなど、大きな犠牲を伴うことも少なくない。

一方、Appleの革新的なUltraFusionは、10,000を超える信号を通じてチップを接続するシリコンインターポーザを使用し、業界トップのマルチチップインターコネクトテクノロジーの4倍以上の帯域幅である2.5TB/sという膨大で、低レイテンシのプロセッサ間帯域幅を実現する。

これにより、M1 Ultraは1つのチップのように動作し、ソフトウェアに認識されるので、デベロッパはそのパフォーマンスを生かすためにコードを書き直す必要がない。

かつてないパフォーマンスと電力効率

M1 Ultraは、16の高性能コアと4つの高効率コアからなる、きわめてパワフルな20コアCPUを搭載している。これにより、現在利用可能な最も速い16コアのWindowsデスクトップパソコンのチップよりも、同じ電力量で90パーセント高いマルチスレッドパフォーマンスを発揮。

さらに、M1 Ultraはそのチップのピーク時のパフォーマンスを100ワット少ない電力で達成する。その効率性によって、Logic Proのようなアプリケーションが、膨大な量のバーチャル楽器、オーディオプラグイン、エフェクトの処理といった負荷の高いワークフローを実行するときでも、消費されるエネルギーはより少なく、ファンは静かに動作すると、同社では説明している。

M1 Ultraの20コアCPUは、現在利用可能な最も速い16コアのWindowsデスクトップパソコンのチップよりも、同じ電力量で90パーセント高いマルチスレッドパフォーマンスを発揮する。

3Dレンダリングや複雑な画像処理のような最もグラフィックスを駆使するニーズのために、M1 UltraはM1の8倍のサイズとなる64コアGPUを搭載。現在利用可能な最もハイエンドのWindowsパソコンのGPUよりもさらに高速なパフォーマンスを、200ワット少ない電力で発揮する。

M1 Ultraは64コアGPUを搭載し、現在利用可能な最もハイエンドのWindowsパソコンのGPUよりもさらに高速なパフォーマンスを、200ワット少ない電力で発揮する。

Appleのユニファイドメモリアーキテクチャも、M1 Ultraで拡大した。メモリ帯域幅は、最新のWindowsデスクトップパソコンのチップの10倍以上となる800GB/sまで増加し、M1 Ultraは128GBのユニファイドメモリで構成できる。

M1 Ultraの32コアNeural Engineは、最大で毎秒22兆回の演算を実行し、最も困難な機械学習タスクを高速化。さらに、M1 Maxのメディアエンジンの2倍の能力を持つM1 Ultraは、ProResビデオのエンコードとデコードにかつてないスループットを提供する。

実際、M1 Ultra搭載の新しいMac Studioは、最大18本の8K ProRes 422ビデオストリームの再生が可能だ。

M1 Ultraはまた、複数の外付けディスプレイを駆動できるディスプレイエンジンや、統合されたThunderbolt 4コントローラ、そしてAppleの最新のSecure Enclave、ハードウェア検証によるセキュアブート、ランタイムのエクスプロイト対策技術などのクラス最高のセキュリティといったAppleのカスタムテクノロジーを搭載している。

M1 Ultraは、複数の外付けディスプレイを駆動できるディスプレイエンジン、統合されたThunderbolt 4コントローラ、クラス最高のセキュリティといったAppleのカスタムテクノロジーを搭載している。

macOSとアプリケーションがM1 Ultraに合わせてスケールアップ

ハードウェアとソフトウェアの深い統合は、常にMacの体験の中心となってきた。macOS MontereyはAppleシリコンのために設計され、M1 UltraのCPU、GPU、メモリ帯域幅の大幅な増加を活かせるようになっている。

Metalなどのデベロッパ向けテクノロジーはアプリケーションが新しいチップを最大限に活用できるように、そして、Core MLを最適化することにより、新しい32コアNeural Engineを駆使して、機械学習モデルはかつてないほど高速で動作する。

ユーザーは、Macで動作するようになったiPhoneとiPadのアプリケーションや、M1チップファミリーのフルパワーを解き放つユニバーサルアプリケーションなど、これまでで最大のMac向けアプリケーションのコレクションにアクセスが可能だ。まだユニバーサルにアップデートされていないアプリケーションは、AppleのRosetta 2テクノロジーでシームレスに動作する。