M1 Ultra: Vi xử lý mạnh nhất của Apple và đây là những thứ mà bạn cần biết

Vào sự kiện tháng 3 năm 2022, Apple đã cho ra mắt vi xử lý Apple Silicon mạnh mẽ nhất cho đến nay, M1 Ultra, được thiết kế và sử dụng trong Mac Studio.

M1 Ultra

M1 Ultra được thiết kế tất cả trên chip (SoC) thứ tư của Apple được phát triển để sử dụng trong máy tính Mac và vi xử lý này đưa Apple tiến gần hơn một bước tới việc chuyển đổi hoàn toàn từ chip Intel đã được sử dụng từ năm 2006.

So với ‌M1‌, M1 Pro và M1 Max , ‌M1‌ Ultra đặc biệt hơn hết vì nó là một kỳ công kỹ thuật mới của Apple. Về cơ bản, M1 Ultra bản chất là 2 chip M1 Max được nối với nhau thông qua cầu nối Ultra Fusion cực kỳ đặc biệt. Từ đó, hiệu năng của M1 Ultra đạt gấp đôi so với M1 Max.

Vì sử dụng thiết kế SoC, M1‌ Ultra tích hợp một số thành phần khác nhau, bao gồm CPU, GPU, RAM, Neural Engine, Secure Enclave, bộ điều khiển SSD, bộ xử lý tín hiệu hình ảnh, bộ mã hóa / giải mã, bộ điều khiển Thunderbolt cùng với hỗ trợ USB-4 và nhiều thứ hơn, toàn bộ sẽ phục vụ tất cả tính năng có trên máy tính Mac.

So với việc sử dụng chip Intel truyền thống, Apple sẽ phải trang bị nhiều thành phần bao gồm CPU, GPU, I / O và bảo mật, vì thế việc tích hợp nhiều thành phần vào một chip cho phép chip silicon của Apple hoạt động nhanh hơn, giảm độ trễ và hiệu quả hơn.

‌M1‌ Ultra sở hữu 114 tỷ bóng bán dẫn, điều này biến M1 Ultra trở thành vi xử lý nhiều bóng bán dẫn nhất cho đến thời điểm ra mắt trên máy tính cá nhân và cũng là chip Apple Silicon lớn nhất của Apple.

M1 Max + M1 Max

Apple sử dụng cấu nối Ultra Fusion (tên kiến trúc cầu nối mà Apple sử dụng) để ghép nối 2 chip M1 Max lại với nhau thành một con chip duy nhất. Vì thế, M1 Ultra có thể hoạt động độc lập là 1 con chip như M1 Pro hoặc M1 Max.

Ngược lại với các vi xử lý khác thường sẽ kết nối lại với nhau trên bo mạch chủ. Cách thức này sẽ làm tăng độ trễ, giảm băng thông và tiêu thụ nhiều điện năng hơn.

Nhưng đối với ‌M1‌ Ultra, Apple đang sử dụng một cầu nối silicon được thiết kế để kết nối hai con chip với hơn 10.000 tín hiệu, cung cấp băng thông giữa các bộ xử lý đạt độ trễ thấp 2,5TB/s, Apple tự tin khẳng định băng thông của mình nhanh gấp 4 lần so với băng thông.

Chính vì băng thông lớn nên M1 Ultra có thể hoạt động độc lập thành 1 vi xử lý duy nhất. Điều này giúp cho các nhà phát triển ứng dụng không cần thực hiện thêm bất kỳ bước nào để tận dụng sức mạnh của 2 chip M1 Max.

M1 Ultra so với chip Intel

Các chip M1-series của Apple được sử dụng kiến trúc ARM gần như tương tự với chip A-series của Apple sử dụng trên iPhone và iPad trong nhiều năm qua.

Trong khi đó, chip Intel được xây dựng trên kiến ​​trúc x86 mà Apple đã quyết định loại bỏ. Các chip Apple Silicon trong nhiều năm qua được uỷ quyền sản xuất tại nhà máy sản xuất chip của Đài Loan (TSMC), công ty này sẽ chịu trách nhiệm sản xuất chip cho A-series và M-series của Apple.

CPU và GPU

M1 Ultra sử dụng tới 20 nhân CPU trong đó có đến 16 nhân hiệu năng cao và 4 nhân tiết kiệm điện. Điều này giống với 2 chip M1 Max.

Cùng với đó, vi xử lý sở hữu 64 nhân GPU và 32 nhân Neural Engine, có thể xử lý lên đến 22 nghìn tỷ hoạt động mỗi giây.

‌M1‌ Ultra nhanh hơn và mạnh hơn bất kỳ con chip nào khác mà Apple từng cung cấp, bao gồm cả chip Xeon 28 nhân trong Mac Pro cao cấp nhất. Hiệu suất GPU của vi xử lý cũng vượt xa card đồ họa tốt nhất mà Apple sử dụng cho đến nay.

Apple cho biết ‌‌M1‌‌ Ultra có thể cung cấp hiệu suất cao hơn 90% so với CPU PC với 16 nhân và hoạt động trên cùng mức tiêu thụ năng lượng và mang đến hiệu suất mạnh mẽ nhất trên PC với mức tiêu thụ năng lượng dưới 100W.

Đồng thời, hiệu năng xử lý đồ hoạ trên M1 Ultra tương tự với card đồ hoạ rời phổ biến nhưng chi sử dụng bằng 1 phần 3 năng lượng. Hơn thế, GPU của vi xử lý mang đến hiệu suất nhanh hơn so với card đồ họa mạnh mẽ nhất trên PC nhưng sử dụng thấp 200W.

RAM

Apple đang sử dụng kiến ​​trúc bộ nhớ thống nhất cho phép CPU, GPU và các thành phần bộ xử lý khác. Cùng lúc các thành phần sẽ sử dụng chung dữ liệu để xử lý thay vì lãng phí thời gian chép dữ liệu qua lại nhau và hoán đổi giữa các bộ nhớ. Đó là một kỹ thuật làm cho tất cả các chip M-series của Apple hoạt động hiệu quả đáng kể.

‌M1‌ Ultra hỗ trợ bộ nhớ RAM lên đến 128GB. Nó cũng cung cấp băng thông bộ nhớ lên đến 800GB/s, gấp đôi so với ‌M1 Max‌.

Sử dụng đồ hoạ

Có một Media Engine có trong ‌M1‌ Ultra được thiết kế để tăng tốc video. ‌M1‌ Ultra có gấp đôi khả năng xử lý các công cụ đa phương tiện của ‌M1 Max‌, với nhiều thông lượng mã hóa và giải mã video hơn. Bên cạnh đó, M1 Ultra còn có thể phát lên 18 luồng video 8K ProRes 422.

Tính năng bảo mật của M1 Ultra

Đối với máy tính Mac chạy chip Intel, Apple sử dụng chip bảo mật T2 để mã hoá và bảo mật thông tin. Còn đối với máy tính Mac sử dụng chip M-series, các tính năng bảo mật được tích hợp vào bên trong M1 Ultra.

‌M1‌ Ultra được tích hợp sẵn mã hóa bảo mật để quản lý Touch ID và bộ điều khiển lưu trữ với phần cứng mã hóa AES cho hiệu suất SSD nhanh hơn và an toàn hơn.