M1 Ultra就是把两块M1 Max拼在一起，用苹果称为“UltraFusion”的技术进行数据链接与交换。
根据苹果的描述，这项技术能够提供超过2.5TB/s的带宽（单向1.25TB/s），这意味着苹果可以将两颗M1 Max上的GPU核心当成一块GPU来使用，开发者们并不需要额外的工作就可以“轻松”利用其恐怖的GPU规模来完成相应的应用。
以前多GPU系统里，都是将每块GPU看作单独的实体，比如英伟达的SLI或者AMD的CrossFire技术，都需要开发者进行额外的适配工作，才能尽可能高的利用两块GPU所带来的运算能力，但是有了UltraFusion的超大带宽，相信未来我们应该可以看到很多不一样的东西。从这一点来说，苹果的“UltraFusion”技术就非常有价值了。
详细来说，苹果将两个M1 Max芯片组合到一个芯片封装中，中间通过TSMC的bridge 桥接，从而实现1+1>2的效果，从而使两个芯片呈现为一个单一的单片GPU，这标志着成为芯片制造行业的又一个第一，在芯片制造近几年遇到瓶颈后成为了提升芯片PPA性能的热门研究方向。
下图是整理台积电从1987年到2022年的工艺节点图。
双击放大可以看细节。
2011年推出28nm制程，为客户生产更高效能、更节能及更环保的芯片产品。TSMC 28纳米制程以采用高介电层／金属闸极（High-k Metal Gate，HKMG）的后闸极（Gate-last）技术为主。相较于前闸极（Gate-first）技术，后闸极技术具备较低的漏电流以及能提供更佳的芯片效能等优势。
2018年量产7纳米鳍式场效晶体管（7nm FinFET，N7）技术，此技术是台积公司量产速度最快的技术之一，并同时针对运算应用及高效能提供优化的制程。此外，7纳米FinFET强效版（N7+）技术于2019年开始量产，是全球集成电路制造服务领域首个应用极紫外光（EUV）于商业运转的技术。N7及N7+技术已为客户量产5G及高效能运算产品多年，并于2021年开始为客户量产消费性电子与车用电子产品。2021年年底，台积公司荣获2021年IEEE企业创新奖，肯定台积公司在7纳米制程技术上的领先地位。
台积电自2022年领先业界成功大量量产3奈米鳍式场效晶体管（3nm FinFET, N3）制程技术。N3为业界最先进的半导体逻辑制程技术，具备最佳的效能、功耗及面积（PPA），是继5nm（N5）制程技术之后的另一个全世代制程。继N3制程技术之后，台积公司推出支持更佳功耗、效能与密度的强化版N3E及N3P制程。此外，台积公司将进一步提供广泛的技术组合满足客户多样化的需求，其中包括为高效能运算应用量身打造的N3X制程、以及支持车用客户及早采用业界最先进制程技术的N3AE解决方案。N3A 技术则将在2026年完成认证并开始量产。
下图是本文的研究重点，苹果M1 ULTRA的整体结构图。
Apple M1 Ultra 的核心是苹果之前的芯片基础：也就是M1 Max。Apple 将两个 M1 Max 芯片粘合到一个芯片上，其硬件将带来的所有性能优势实现翻倍。具体来说，使用两个 M1 Max 芯片将它们粘合在一起，形成 114B 晶体管的大规模合并。
通过在单个封装上放置两个 M1 Max 芯片，Apple 几乎以各种方式将可供使用的硬件数量增加了一倍。这意味着两倍的 CPU 内核、两倍的 GPU 内核、两倍的神经引擎内核、两倍的 LPDDR5 内存通道和两倍的外设 I/O。
在 CPU 方面，这意味着 Apple 现在总共提供 20 个 CPU 内核。它由 16 个以性能为重点performance-focused的 Firestorm 核心和 4 个以效率为重点efficiency-focused的 Icestorm 核心组成。鉴于 M1 Ultra 仅针对台式机（与 M1 Max 不同），效率核心在这里并没有发挥太大的作用，因为 Apple 不需要太过于关注功耗，毕竟是台式机，没有电池焦虑。
同时，ultra将芯片上的M1 Max芯片数量增加一倍意味着内存通道数量也会增加一倍，从而使它们的整体内存带宽增加一倍。M1 Max 有 16 个 LPDDR5-6400 通道，总内存带宽为 408GB/秒，而 M1 Ultra 则翻了一番，达到 32 个 LPDDR5 通道和 将近800GB/秒的内存带宽。与 M1 Max 一样，苹果将 LPDDR5 芯片直接焊接到芯片然后封装来实现的，M1 Ultra 上总共有 8 个lpddr5芯片。
双倍的内存芯片意味着内存容量也增加了一倍。具体来说，M1 Max 的最高容量为 64GB，而 M1 Ultra 的最高容量为 128GB。实际上，这比真正的高端工作站上的内存要少，但它使苹果领先于除最高端PC台式机之外的所有产品，并且这性能对于大多数内容创作者群体来说应该足够了。
这给我们带来了M1 Ultra最有趣的方面：GPU。M1 Max 拥有 32 个 GPU 内核，已经创下了单片集成 GPU 的记录。现在，苹果已经将单芯片上的GPU内核翻了一番，达到64个GPU内核。
