最近，很多人的 M1 芯片版苹果 MacBook 和 Mac Mini 到货了。在不少测试中，我们看到了令人期待的结果：M1 芯片跑分比肩高端 X86 处理器，对标的 CPU 是 Ryzen 4900HS 和英特尔 Core i9，还能跟英伟达的 GPU GTX 1050Ti 打得有来有回。5 纳米的芯片，真就如此神奇？

后摩尔时代，苹果的「1+1 」策略

半导体行业大致按照摩尔定律（集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每 18 个月便会增加一倍）发展了半个多世纪。然而随着先进制程技术已经来到了 2nm 这一水平，晶体管大小正不断逼近原子的物理体积极限。与此同时，自动驾驶、5G、AI 等技术的发展仍在催促芯片性能的进一步提高。

可以说，在延续摩尔定律上，芯片制造商们遇到了挑战，而芯片组件的创造性封装（packaging）正在另辟蹊径地解决这一难题。Apple M1 Ultra 的「1+1」芯片设计思路或许揭示了微处理器的未来。

M1 Ultra 本质上是将两块 M1 Max 芯片「拼接」在一起，它通过 Apple 所谓的 UltraFusion 封装架构结合了两个 M1 Max 芯片，提供每秒 2.5 TB 的低延迟、处理器间带宽。从概念上讲，它类似于 AMD 的 Infinity Fabric，能确保 CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器） 和其他组件之间的快速通信。

采用台积电 5nm 工艺技术的 M1 Ultra 拥有 1140 亿个晶体管（这是个人电脑芯片中有史以来最多的），比原来的 M1 芯片增加了 7 倍。它的规格基本上等于将 2 个 M1 Max 芯片加在一起：它可以支持高达 128 GB 的统一内存，内存带宽为 800 GB/s。它包括 16 个具有 48MB L2 缓存的性能内核和 4 个具有 4MB L2 缓存的效率内核，而 GPU 最多可以有 64 个 GPU 内核。它还具有 32 核神经引擎，每秒可以执行高达 22 万亿次操作，以加速机器学习任务。

报道称，Apple 的 M1 Ultra SoC 使用台积电的 CoWoS-S（带有硅中介层的晶圆上芯片）基于2.5D 中介层的封装工艺。英伟达、AMD 和富士通使用类似的技术为数据中心和 HPC（高性能计算）构建高性能处理器。

M1 不是 CPU 这么简单

M1芯片不是CPU，而是把多个芯片集成到了一起，CPU只是其中的一部分。

可以说，M1 是把整个计算机放在了一块芯片上。M1包含CPU、GPU、内存、输入 / 输出控制器，以及完整计算机所需的其他很多东西，这就是我们经常会在手机上看到的SoC（片上系统）概念。

M1是一个片上系统。也就是说，将构成一台计算机的所有部件都放在一块硅芯片上。

如今，如果你从英特尔或AMD购买一块芯片，你拿到的实际上是一个微处理器包，而过去的计算机主板上是多个单独的芯片。

计算机主板示例，上面包含内存、CPU、显卡、IO控制器、网卡等部件。

然而，现在我们可以在一块硅片上集成大量晶体管，因此AMD、英特尔等公司开始将多个微处理器放在一块芯片上。我们将这些芯片称为CPU核心。一个核心基本上是一个完全独立的芯片，它可以从内存中读取指令并执行计算。

具备多个CPU核心的微芯片。

很长一段时间以来，添加更多通用 CPU 核心成为提高芯片性能的主要方法，但有几家厂商没这么做。