アップルは火曜日、Apple M1ファミリーに「モンスター級のチップ」を追加した。M1 Ultraはチップ設計に対する一般的なアプローチを反映しており、PC市場にとってハイエンドの競合相手となる。
M1 Ultraは、Appleの既存のM1 Maxチップダイ2つを1つのパッケージに統合したものです。これらは、AppleがUltraFusionと呼ぶシリコンインターポーザーによって接続されています。その結果、16個のパフォーマンスコアと4個の効率コアを備えた、合計20コアのArm CPUが誕生しました。M1 Ultraチップは、Appleが火曜日に発表した3,999ドルのワークステーション「Apple Mac Studio」に搭載され、初めて搭載されます。
Appleのハードウェアテクノロジー担当シニアバイスプレジデント、ジョニー・スルージ氏は、M1シリコンの将来のバージョン設計には「物理的な限界」があると指摘した。2つのM1 Maxダイを1つのパッケージに統合することで、Appleは「驚異的なパフォーマンス」を持つシステムオンチップ（SoC）を実現したとスルージ氏は述べた。
では、M1 Ultra は何を提供してくれるのでしょうか?
Srouji氏が指摘したように、M1 Ultraは合計20個のコアを搭載しており、理論上だけでもMaxのCPUコア数（そして潜在的にパフォーマンス）の2倍になります。AppleはM1 Ultraで採用されているプロセス技術については明らかにしていませんが、従来のチップはすべて5nmプロセス技術を採用しています。M1 Maxはすでに570億個のトランジスタを搭載していたため、これは潜在的に巨大なチップであり、今回のチップは実質的にその2倍に相当します。Appleは以下でその様子を披露しています。
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2つのCPUは新しいUltraFusionアーキテクチャを介して接続され、2つのチップ間で合計2.5TB/秒の帯域幅を提供します。Srouji氏はこれを「主要なマルチチップ相互接続技術の4倍の帯域幅」と表現しました。メモリ帯域幅も800GB/秒に拡張され、サポートされる統合メモリは合計128GBです。
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もちろん、複数のシリコンダイを接続すること自体は特に目新しいことではありません。実際、AMDは同日にRyzen Threadripper Pro 5000チップを発表しました。AMDはThreadripperをプロセッサコア数の増大という明確な目的を持って開発し、その設計では複数のマルチコアシリコンダイを組み合わせています。例えば、新しい24コアThreadripper Pro 3945WXには、個々のコアを連結する8コアCCD（コアチップレットダイ）が3つ搭載されています。（なお、以前のThreadripperでは、CPUダイをAMDのInfinity Fabricで接続するCCX（Core Complex）と呼ばれるCCDが使用されていました。基本的なレベルでは、Appleがここで採用しているアプローチと同じです。）
CPU性能に関して、Srouji氏はM1 Ultraは「現在入手可能な最速の16コアPCデスクトップチップ」（Intel Core i9-12900K）と同じ消費電力で90%高い性能を発揮すると述べたが、Appleがどのベンチマークを基準にこの主張を裏付けたのかは明らかにしなかった。言い換えれば、AppleはM1 Ultraチップが12900Kよりも100ワット少ない消費電力で、同じ基本性能を発揮できると述べていることになる。
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AppleのGPU性能も倍増したと推測できます。Appleによると、M1 Ultraは64コアのGPUを搭載しており、これはM1 Maxの2倍のコア数です。Srouji氏は、このGPUも最上位GPU（Nvidia GeForce RTX 3090）よりも高速なパフォーマンスを実現しながら、消費電力は200ワットも削減されていると主張しましたが、使用したベンチマークは明らかにしませんでした。
しかし興味深いのは、UltraFusion インターポーザーが 2 つの GPU も接続するらしいことです。これは多くの人が予想していなかったことです。
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最後に、M1 Ultraには32個のニューラルエンジンコアが搭載され、1秒あたり最大22兆回の演算を学習することで機械学習を加速させるとAppleは述べています。メディアエンジンも同様に2倍の速度です。
Apple M1 Ultra は PC と比べてどうでしょうか?
Apple M1 Proは、8つの高性能CPUコア、2つの効率CPUコア、そして16コアのGPUを搭載しています。M1 Maxは、8つの高性能CPUコア、2つの効率CPUコア、そして32コアのGPUを搭載していました。M1 Ultraは、パフォーマンスという点では既にかなり競争力のあるMaxの2倍の性能を備えています。
Apple M1 Maxのパフォーマンス評価を振り返ると、10コアのApple M1 Maxは、14コアのIntel第12世代Core i9搭載ノートPCにわずかに及ばないことがわかります。ただし、ほんのわずかです。M1 Ultraのパフォーマンスも2倍になるのでしょうか？文字通りではないかもしれませんが、ほぼ同等になるでしょう。どう考えても、Apple M1 Ultraが大きなリードを奪うことになるはずです。
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繰り返しになりますが、人気の Geekbench ベンチマークで、ここで示されている M1 Max のパフォーマンスを 2 倍にすれば、M1 Ultra は間違いなく簡単にトップに躍り出るでしょう。
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しかし、Appleには懸念材料もいくつかある。GPU性能を考慮すると、以前のテストでは、現行のM1 GPU性能はすでに低下しており、PCエコシステムに追いつくにはあまりにも大きな低下であることがわかった。Geekbench Compute性能テストでは、被写界深度、顔検出、粒子物理学など11種類の計算負荷をGPUで実行した。このテストでは、OpenCL、Vulkan、Nvidia独自のCUDA、そしてApple独自のMetal APIという2つのクロスプラットフォームAPI（異なるハードウェアで機能を実行するための合意された命令とプロトコル）が使用されている。このテストは基本的に、Appleの統合型GPUはいずれディスクリートGPUに負けるだろうという結果を示している。
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総じて言えば、Apple M1 UltraがApple自身も主張しているように、まさにモンスター級のチップであることは否定できない。さて、PC業界がどう反応するか見守るしかない。
ゴードン・マー・ウンによる追加レポート。
