Apple hat im März 2022 seinen bisher leistungsstärksten Apple-Siliziumchip vorgestellt, den M1 Ultra, der für Mac Studio entwickelt und dort verwendet wird.
Dieser Leitfaden enthält alles, was Sie über den „M1“ Ultra wissen müssen.
M1 Ultradetailliert
Der „M1“ Ultra ist Apples viertes System-on-a-Chip (SoC), das für die Verwendung in Macs entwickelt wurde, und bringt Apple dem vollständigen Übergang von den Intel-Chips, die seit 2006 in Macs verwendet werden, einen Schritt näher.
Im Vergleich zum „M1“, M1 Pro und M1 Max ist das „M1“ Ultra etwas Besonderes, weil es eine neue technische Meisterleistung von Apple ist. Der „M1“ Ultra besteht im Wesentlichen aus zwei „M1 Max“-Chips, die durch eine von Apple entwickelte Methode miteinander verbunden wurden, sodass er die doppelte Leistung des „M1 Max“ bietet.
Als „System on a Chip“ integriert der „M1“ Ultra mehrere verschiedene Komponenten, darunter CPU, GPU, einheitliche Speicherarchitektur (RAM), Neural Engine, Secure Enclave, SSD-Controller, Bildsignalprozessor, Codier-/Decodierungs-Engines, Thunderbolt-Controller mit USB 4-Unterstützung und mehr, die alle die verschiedenen Funktionen des Mac unterstützen.
Traditionelle Intel-basierte Macs verwendeten mehrere Chips für CPU, GPU, E/A und Sicherheit, aber die Integration mehrerer Komponenten auf einem Chip ermöglicht es Apple-Siliziumchips, schneller und effizienter zu arbeiten als Intel-Chips.
Der „M1“ Ultra verfügt über 114 Milliarden Transistoren, die meisten jemals in einem PC-Chip, und ist Apples bisher größter Apple-Siliziumchip.
M1max + M1max
Der „M1“ Ultra verwendet „UltraFusion“, den Namen, den Apple seiner Verpackungsarchitektur gegeben hat. Die Architektur von Apple verbindet die Chips von zwei „M1 Max“-Chips miteinander, um ein einziges System auf einem Chip zu schaffen, das genau wie das „M1 Pro“ oder das „M1 Max“ funktioniert.
Typischerweise erfolgt die Skalierungsleistung durch die Verbindung von zwei Chips auf einem Motherboard, was jedoch mit Kompromissen wie erhöhter Latenz, reduzierter Bandbreite und höherem Stromverbrauch einhergeht.
Aber für den „M1“ Ultra verwendet Apple einen Silizium-Interposer, der die beiden Chips über mehr als 10.000 Signale verbinden soll und 2,5 TB/s an Interprozessorbandbreite mit geringer Latenz bietet, was laut Apple das Vierfache der Bandbreite der führenden ist Multi-Chip-Verbindungstechnologie. Bei diesem Latenzniveau verhält sich der „M1“ Ultra wie ein einzelner Chip und wird als solcher erkannt, sodass Entwickler keine Schritte unternehmen müssen, um die Vorteile zu nutzen
vollen Fähigkeiten des M1 Ultra.
M1 Ultra vs. Intel-Chips
Apple-Siliziumchips wie der „M1“ Ultra verwenden eine Arm-basierte Architektur, ähnlich den Chips der A-Serie, die seit vielen Jahren in iPads und iPhones verwendet werden.
Intel-Chips hingegen basieren auf der x86-Architektur, von der sich Apple entschieden hat, sich zu entfernen. Apples Chips werden von der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) gebaut, einem Unternehmen, das alle Chips der A-Serie und M-Serie von Apple herstellt.
CPU und GPU
Der „M1“ Ultra verfügt über eine 20-Kern-CPU mit 16 Hochleistungskernen und vier hocheffizienten Kernen, was zwei „M1 Max“-Chips mit 10 Kernen entspricht.
Es gibt eine GPU mit bis zu 64 Kernen und eine Neural Engine mit 32 Kernen, die 22 Billionen Operationen pro Sekunde ausführen kann.
Der „M1“ Ultra ist schneller und leistungsstärker als jeder andere von Apple angebotene Chip, einschließlich des 28-Kern-Xeon-Chips im High-End-Mac Pro. Seine GPU-Leistung übertrifft auch die beste Grafikkarte, die Apple bisher verwendet hat.
Apple sagt, dass der „M1“ Ultra in der Lage ist, 90 Prozent mehr Leistung als die schnellste 16-Kern-PC-CPU bei gleicher Leistungsaufnahme zu bieten, und er kann die Spitzenleistung des PC-Chips mit 100 W weniger Strom liefern. Sie bietet eine ähnliche Leistung wie „eine der beliebtesten diskreten GPUs“, verbraucht aber 1/3 so viel Strom, und sie bietet eine schnellere Leistung als die diskrete GPU der Spitzenklasse, während sie 200 W weniger Strom verbraucht.
Erinnerung
Apple verwendet eine einheitliche Speicherarchitektur, die es CPU, GPU und anderen Prozessorkomponenten ermöglicht, denselben Datenpool zu verwenden, anstatt Zeit damit zu verschwenden, Daten untereinander zu kopieren und zwischen mehreren Speicherpools auszutauschen. Es ist eine Technik, die alle Chips der M-Serie von Apple bemerkenswert effizient macht.
Der M1 Ultra unterstützt bis zu 128 GB Unified Memory. Es bietet außerdem eine Speicherbandbreite von bis zu 800 GB/s, doppelt so viel wie das „M1 Max“.
Medien-Engine
Im „M1“ Ultra ist eine Media Engine enthalten, die die Videoverarbeitung beschleunigen soll, ohne die Akkulaufzeit stark zu beeinträchtigen. Der „M1“ Ultra verfügt über die doppelte Media-Engine-Fähigkeit des „M1“ Ultra, mit mehr Videocodierungs- und -decodierungsdurchsatz
Es kann bis zu 18 Streams von 8K ProRes 422-Videos wiedergeben, was die Fähigkeiten des „M1 Max“ verdoppelt.
Andere Chipfunktionen
Der M1 Ultra verfügt über mehrere andere integrierte Technologien.
- Neural Engine mit 32 Kernen für maschinelles Lernen.
- Eine Display-Engine, die externe Displays ansteuert.
- Integrierte Thunderbolt 4-Controller, die mehr E/A-Bandbreite als zuvor bieten.
- Ein spezieller Bildsignalprozessor zur Verbesserung der Bildqualität der Kamera.
- Secure Enclave mit Hardware-verifizierter sicherer Start- und Runtime-Anti-Exploitation-Technologie.
Macs mit einem M1 Ultra Chip
Der „M1“ Ultra kommt ausschließlich im High-End-Mac Studio zum Einsatz, der auch mit einem „M1 Max“-Chip angeboten wird.
M1 Ultra-Sicherheitsfunktionen
Intel-Macs hatten einen eingebauten T2-Chip, der die Sicherheit und andere Funktionen auf den Macs handhabte, aber bei den Chips der M-Serie ist diese Funktionalität direkt integriert und ein sekundärer Chip ist nicht erforderlich.
Das „M1“ Ultra verfügt über eine integrierte Secure Enclave, die Touch ID verwaltet, und einen Speichercontroller mit AES-Verschlüsselungshardware für eine schnellere und sicherere SSD-Leistung.
Ausführen von Apps auf dem M1 Ultra
Die Chips der M-Serie verwenden eine andere Architektur als Intel-Chips, daher hat Apple Tools entwickelt, mit denen Entwickler universelle App-Binärdateien erstellen können, die sowohl auf Apple-Silizium als auch auf Intel-Chips laufen. Außerdem gibt es eine Rosetta 2-Übersetzungsschicht, mit der x86-Apps auf Maschinen ausgeführt werden können mit Apple-Silizium.
Mit Rosetta 2 werden Apps, die für Intel-Maschinen entwickelt wurden, weiterhin auf „M1“-Macs mit einigen begrenzten Leistungskompromissen ausgeführt. Zum größten Teil laufen Apps aufgrund der Leistungsverbesserungen, die durch die „M1 Pro“- und „M1 Max“-Chips hinzugefügt wurden, sowohl auf Intel- als auch auf Apple-Chips ähnlich.
Beim Übergang zu Apple Silicon Macs sollte alles wie gewohnt funktionieren, und im Laufe einiger Jahre werden fast alle gängigen Mac-Apps so gebaut, dass sie nativ auf den „M1“-Macs laufen.
Ab sofort gibt es einen wesentlichen Kompromiss bei der Auswahl eines Apple Silicon Mac, und das ist die Windows-Unterstützung.
Es gibt kein Boot Camp für Macs mit Apple-Siliziumchips, und die Maschinen sind offiziell nicht in der Lage, Windows auszuführen, obwohl einige Benutzer Möglichkeiten finden, es zum Laufen zu bringen. Offizielle Unterstützung könnte in Zukunft kommen, aber es hängt weitgehend davon ab, ob Microsoft seine Arm-basierte Version von Windows an Verbraucher lizenziert, und das ist bisher nicht geschehen.
M1 Ultra-Macs können iPhone- und iPad-Apps sowie Mac-Apps ausführen, solange App-Entwickler sie Mac-Benutzern zur Verfügung stellen.
M1 Ultra Anleitungen
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