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Imagem promocional do topo do processador M1 Ultra, da Apple

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M1 Ultra: tudo o que você precisa saber sobre o novo chip top de linha da Apple

Com suporte a até 128GB de memória RAM e 20 núcleos de processamento, novo SoC é composto por dois chips M1 Max unidos; conheça em detalhes.

“Uma performance inédita”. Essa foi a tagline escolhida pela Apple para o evento da última terça-feira (8) – e ela não foi por acaso. Muito embora a empresa tenha apresentado diversas novidades no iPhone e no iPad, a frase é uma referência explícita ao novo M1 Ultra, o chip mais poderoso da empresa até então.

Além disso, a menos que a fabricante encontre outra nomenclatura acima do Ultra para batizar mais um modelo, a expectativa é de que o SoC também seja a última peça faltante nos Apple Silicon.

Noutras palavras, é o chip dedicado aos desktops de alta performance da marca, tornando a família de processadores da Apple finalmente completa.

E olha, não é para menos: o M1 Ultra suporta até 128GB de RAM (memória unificada de alta velocidade), tem CPU com 20 núcleos, 64 núcleos de processamento gráfico (GPU) e 32 núcleos na NPU, a unidade de processamento neural.

Além disso, graças ao processo de fabricação de apenas 5 nanômetros, ele oferece a maior quantidade de transistores num computador doméstico: 114 bilhões. Segundo a própria Apple, esses números só se tornaram possíveis após a empresa unir dois M1 Max num só SoC, com uma tecnologia chamada UltraFusion.

Não por acaso, o recurso foi um dos destaques na apresentação.

O que é o UltraFusion?

Dois chips M1 Max sendo conectados pela tecnologia Ultrafusion
(Imagem: Apple)

A tecnologia UltraFusion é a parte mais importante do M1 Ultra, sendo, possivelmente, mais revolucionária que o próprio chip.

Conforme explica a Apple, a técnica mais comum para escalar a CPU dessa forma é unir dois processadores convencionais numa mesma placa-mãe. Contudo, até mesmo os circuitos mais sofisticados não têm condições de fazer isso sem algumas desvantagens, como aumento na latência e queda na eficiência energética.

Foi com essa dificuldade em mente que a Apple criou um mediador, também conhecido como interposer. Ne caso, a peça é feita em silício, unindo os dois M1 Max num único chip. É isso que estamos chamando de UltraFusion.

Muito embora o mediador em si não seja algo inédito, sendo uma técnica já bastante utilizada para ampliar o desempenho de CPUs, a variante apresentada no M1 Ultra é superior a tudo o que já vimos num PC convencional.

Isso acontece porque, ao contrário dos mediadores tradicionais, o interposer do chip da Apple é integrado. Isto é, na mesma chapa de silício que compõe os dois SoCs a serem unidos, há uma “ponte” conectando ambos.

Na prática, graças à engenhosidade dessa solução, é possível transferir mais de 2,5 terabytes de dados por segundo entre cada M1 Max que compõe o M1 Ultra.

Também de acordo com a Maçã, é isso que permite ao M1 Ultra ser reconhecido pelo hardware e pelo software como um único chip. Além de conveniente, a característica dispensa a necessidade de atualizar o código do sistema, bem como dos apps, para tirar vantagem dessa potência em dobro.

Em seu release oficial, a Apple não mente ao dizer que não há nada deste tipo no mercado.

O segredo está na eficiência

Comparação de desempenho da CPU do M1 Ultra
(Imagem: Apple)

Conforme aponta o Anandtech em seu artigo sobre o assunto, quando apresentou o M1 Max, no ano passado, a Apple já havia alcançado o topo do que as tecnologias atuais de produção e arquitetura de chips permitem, com um SoC de 432mm² e transistores de apenas 5 nanômetros.

Dessa forma, não havia outro jeito de ampliar ainda mais o desempenho. A única alternativa seria unir duas unidades do processador com o método mais eficiente possível – tanto em termos de velocidade quanto de consumo energético.

No caso do M1 Ultra, a Apple afirma que há 16 núcleos de alta performance e outros 4 de alta eficiência.

Como resultado, nas comparações feitas com um Intel i9-12900K, de 16 núcleos, o desempenho do chip da Maçã seria até 90% superior. E como se isso já não bastasse, o M1 Ultra ainda foi capaz de alcançar o pico de performance do rival consumindo 100 watts a menos.

Muito embora essas conclusões tenham sido observadas em benchmarks da própria Apple, é válido ressaltar que o histórico da companhia é confiável.

GPU desfruta das mesmas vantagens

Comparação de desempenho da GPU no M1 Ultra
(Imagem: Apple)

A Apple sabe que o M1 Ultra, sobretudo por equipar o novo Mac Studio, será bastante utilizado com recursos audiovisuais e gráficos 3D. Em razão disso, a fabricante não deixou de caprichar também no departamento de GPU.

Na comparação com um PC rival, este equipado com um Core i9-12900K e uma GeForce RTX 3090, o chip da Apple, segundo a própria, teria não só superado o seu desempenho gráfico, como também consumido 200 watts a menos durante o feito.

De fato, muitas dessas capacidades são proporcionadas pela mesma memória unificada apresentada nos primeiros chips M1.

Neste caso, diferentemente do que ocorre em processadores tradicionais, a memória RAM está integrada ao SoC, permitindo que as unidades de processamento, incluindo CPU e GPU, acessem os dados com muito mais rapidez.

Especificamente no M1 Ultra, a largura de banda da RAM, isto é, a velocidade com que o processador é capaz de ler e transcrever informações, ultrapassa os 800 gigabytes por segundo. Além disso, outro benefício dessa arquitetura é a própria quantidade de memória suportada pelo sistema.

Conforme afirma a Apple, enquanto a maioria das placas de vídeo se limita aos 48GB de memória, a GPU do M1 Ultra é capaz de acessar a maior parte dos 128GBs disponíveis.

Desempenho pra ninguém botar defeito

Imagem promocional do Apple Silicon M1 Ultra
(Imagem: Apple)

Depois de todos esses números, é possível que você esteja impressionado com as capacidades o M1 Ultra ou, ainda, confuso sobre o que isso representa na prática. No entanto, de acordo com a Apple, o novo processador é tão potente que pode reproduzir até 18 faixas de vídeo 8K ProRes 422 simultaneamente, algo que nenhum outro é capaz.

Por fim, no tocante ao processamento de inteligência artificial, é importante não esquecer que o motor neural de 32 núcleos ainda gera 22 trilhões de operações por segundo.

Assim, é também graças a ele, bem como à integração existente com o macOS Monterey, que o chip também promete não fazer feio em demandas que envolvam aprendizagem de máquina (machine learning).

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