Apple の M1 Ultra チップ: 知っておくべきことすべて

Apple は 2022 年 3 月に、これまでで最も強力な Apple シリコンチップである

M1

Ultra を発表しました。これは Mac Studio 向けに設計され、
Mac Studio
で使用されます。

このガイドでは、「M1」Ultra について知っておくべきことをすべて説明します。

M1 超詳細

‌M1‌ Ultra は、Mac で使用するために開発された Apple の 4 番目の System on a Chip (SoC) であり、これにより Apple は 2006 年以来 Mac で使用されてきた Intel チップからの完全な移行に一歩近づきました。

「M1」、

「M1 Pro」

、および

「M1 Max」

と比較すると、「M1」Ultra は Apple のエンジニアリングの新たな偉業を表しているため、特別です。 M1 Ultra は本質的に、Apple が開発した方法で接続された 2 つの M1 Max チップであるため、M1 Max の 2 倍のパフォーマンスを提供します。

SoC として、M1 Ultra は、CPU、GPU、ユニファイドメモリアーキテクチャ (RAM)、ニューラルエンジン、Secure Enclave、SSD コントローラー、画像信号プロセッサ、エンコード/デコードエンジン、USB 4 をサポートする Thunderbolt コントローラーなど、いくつかの異なるコンポーネントを統合しています。など、これらすべてが Mac のさまざまな機能を強化します。

従来の Intel ベースの Mac では、CPU、GPU、I/O、セキュリティに複数のチップが使用されていましたが、複数のコンポーネントを 1 つのチップに統合することで、Apple シリコンチップは Intel チップよりも高速かつ効率的に動作できるようになりました。 ‌M1‌ Ultra は、パーソナルコンピュータチップとしては史上最多となる 1,140 億個のトランジスタを備えており、Apple のこれまでで最大の Apple シリコンチップです。

M1 最大 + M1 最大

‌M1‌ Ultra は、Apple がそのパッケージングアーキテクチャに付けた名前である「UltraFusion」を使用しています。 Apple のアーキテクチャは、2 つの「M1 Max」チップのダイを相互接続して、「M1 Pro」または「M1 Max」と同様に動作する単一のシステムをチップ上に作成します。

通常、パフォーマンスのスケーリングはマザーボード上の 2 つのチップを接続することによって行われますが、それには遅延の増加、帯域幅の減少、消費電力の増加などのトレードオフが伴います。

しかし、「M1」Ultraの場合、Appleは10,000以上の信号にわたって2つのチップを接続するように設計されたシリコンインターポーザを使用しており、2.5TB/秒の低遅延プロセッサ間帯域幅を提供します。これはAppleによれば、主要なプロセッサの帯域幅の4倍ですマルチチップ相互接続テクノロジー。この遅延レベルでは、「M1」Ultra は単一チップとして動作し、単一チップとして認識されるため、開発者は、

‌M1‌ Ultra の全機能。

M1 ウルトラ対インテルチップ

「M1」UltraなどのAppleシリコンチップは、iPadやiPhoneで長年使用されてきたAシリーズチップと同様のArmベースのアーキテクチャを使用しています。

一方、Intel チップは x86 アーキテクチャに基づいて構築されていますが、Apple はそのアーキテクチャから離れることを決定しました。 Apple のチップは、Apple のすべての A シリーズおよび M シリーズチップを製造している台湾積体電路製造会社 (TSMC) によって製造されています。

CPUとGPU

M1 Ultra には、16 個の高性能コアと 4 個の高効率コアを含む 20 コア CPU が搭載されており、これは 2 つの 10 コア M1 Max チップに相当します。

最大 64 コアの GPU と 32 コアのニューラルエンジンを搭載しており、1 秒あたり 22 兆回の演算を実行できます。

「M1」Ultra は、最上位の
Mac Pro
に搭載されている

28 コア Xeon チップ

を含む、Apple が提供する他のどのチップよりも高速かつ強力です。その GPU パフォーマンスも、Apple がこれまでに使用してきた最高のグラフィックスカードを上回っています。

Apple によれば、「M1」Ultra は同じ電力エンベロープ内で最速の 16 コア PC CPU よりも 90% 高いパフォーマンスを提供でき、100 W 少ない電力で PC チップのピークパフォーマンスを実現できるとのことです。「最も人気のあるディスクリート GPU の 1 つ」と同等のパフォーマンスを 1/3 の消費電力で提供し、最上位のディスクリート GPU よりも 200 W 少ない消費電力で高速なパフォーマンスを提供します。

メモリ

Apple は、CPU、GPU、およびその他のプロセッサコンポーネントが同じデータプールを使用できるようにするユニファイドメモリアーキテクチャを使用しており、相互にデータをコピーしたり、複数のメモリプール間でスワップしたりして時間を無駄にする必要はありません。これは、Apple のすべての M シリーズチップの効率を著しく高める技術です。

M1 Ultra は、最大 128GB のユニファイドメモリをサポートします。また、「M1 Max」の 2 倍である最大 800 GB/秒のメモリ帯域幅も提供します。

メディアエンジン

‌M1‌ Ultra には、ビデオを高速化するように設計されたメディアエンジンが含まれています。 M1 Ultra は、M1 Max の 2 倍のメディアエンジン機能を備え、ビデオエンコードとデコードのスループットが向上しています。

8K ProRes 422 ビデオの最大 18 ストリームを再生でき、「M1 Max」の 2 倍の機能です。

その他のチップの機能

‌M1‌ Ultra には他にもいくつかのテクノロジーが組み込まれています。

機械学習用の 32 コアニューラルエンジン。
外部ディスプレイを駆動するディスプレイエンジン。
以前よりも多くの I/O 帯域幅を提供する統合 Thunderbolt 4 コントローラー。
カメラの画質を向上させるために使用されるカスタム画像信号プロセッサ。
Secure Enclave は、ハードウェア検証済みのセキュアブートとランタイムのエクスプロイト防止テクノロジーを備えています。

M1 Ultra チップを搭載した Mac

M1 Ultra はハイエンド
Mac Studio
でのみ使用され、M1 Max チップも提供されます。

M1 ウルトラのセキュリティ機能

Intel Mac には、Mac 上のセキュリティやその他の機能を処理する T2 チップが組み込まれていましたが、M シリーズチップではその機能が直接組み込まれており、セカンダリチップは必要ありません。

M1 Ultra には、

Touch ID

を管理する Secure Enclave が組み込まれており、より高速かつ安全な SSD パフォーマンスを実現する AES 暗号化ハードウェアを備えたストレージコントローラーが備わっています。

M1 Ultra でアプリを実行する

M シリーズチップは Intel チップとは異なるアーキテクチャを使用しているため、Apple は開発者が Apple シリコンと Intel チップの両方で動作するユニバーサルアプリバイナリを作成できるツールを設計しました。さらに、x86 アプリをマシン上で動作させるロゼッタ 2 変換層もあります。 Appleシリコン搭載。

Rosetta 2 を使用すると、Intel マシン用に設計されたアプリは、パフォーマンスがある程度低下するものの、引き続き ‌M1‌ Mac 上で実行できます。「M1 Pro」チップと「M1 Max」チップによって追加されたパフォーマンスの強化により、ほとんどの場合、アプリは Intel シリコンと Apple シリコンの両方で同様に実行されます。

Apple Silicon Mac に移行しても、すべてが通常どおりに機能するはずです。数年のうちに、ほとんどすべての人気のある Mac アプリが「M1」Mac でネイティブに実行できるように構築されるでしょう。

現時点では、Apple シリコン Mac を選択する際に大きな妥協点が 1 つあります。それは Windows のサポートです。

Apple シリコンチップを搭載した Mac 用の Boot Camp は存在せず、そのマシンで Windows を正式に実行できるわけではありませんが、Windows を動作させる方法を模索しているユーザーもいます。将来的には正式なサポートが提供される可能性があるが、それは主にMicrosoftがArmベースのWindowsバージョンを消費者にライセンス供与するかどうかにかかっており、今のところそれは実現していない。

「M1」Ultra Mac では、アプリ開発者が Mac ユーザーに提供している限り、Mac アプリだけでなく「

iPhone

」および「
iPad
」アプリも実行できます。