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Apple Silicon
技術解説

ユニファイドメモリアーキテクチャからUltraFusionまで。Apple Siliconを支える革新的な技術を解説。

Unified Memory

ユニファイドメモリ
アーキテクチャ

従来のコンピュータでは、CPU用メモリとGPU用VRAM が別々に存在し、データの受け渡しに時間とエネルギーが必要でした。

Apple SiliconのユニファイドメモリはCPU・GPU・Neural Engineが同一のメモリプールを共有します。これにより:

  • データコピーが不要で低レイテンシー
  • メモリ帯域幅を全プロセッサで最大活用
  • 電力消費を大幅に削減
  • 実効的なメモリ容量が増大
Unified Memory 最大128GB LPDDR5X CPU 最大32コア GPU 最大80コア Neural 45 TOPS Thunderbolt ISP ProRes Secure Enclave 最大614 GB/s (M5 Max)

プロセスノードの進化

5nm
2020-2022
M1, M2, A15, A16

TSMC N5プロセスを採用。業界初のMac向けARMチップで、x86を超える効率を実現。

3nm
2023-2026
M3, M4, M5, A17, A18, A19

TSMC N3e/N3Pプロセス。同一ダイサイズでより多くのトランジスタを集積可能。

2nm?
2027〜予想
M6?, A20?

TSMCの次世代N2プロセス(ナノシート/GAAFET技術)での更なる性能・効率向上が期待される。

バリアント戦略

Appleは同一のベースチップから複数のバリアントを展開することで、幅広い製品ラインアップを効率的にカバーしています。

Base
MacBook Air / エントリーMacBook Pro / iPad Pro / iMac
最大10コアCPU / 10コアGPU / 32GB RAM
Pro
MacBook Pro / Mac mini
最大18コアCPU / 20コアGPU / 64GB RAM
Max
MacBook Pro 16" / Mac Studio
最大18コアCPU / 40コアGPU / 128GB RAM
Ultra
Mac Studio / Mac Pro
Max×2 / 最大80コアGPU / 192GB RAM
UltraFusion

2チップを
1つとして扱う

UltraFusionはAppleが開発した独自のインターコネクト技術。M1 UltraからM3 Ultraまで使用されてきました。

2つのMaxチップをシリコンインターポーザーで直接接続することで:

  • 2.5TB/sの超高速インターコネクト帯域
  • OSには単一チップとして認識される
  • 2個分のCPU・GPU・Neural Engineを透過的に活用
  • 従来のマルチチップシステムのオーバーヘッドを排除
M? Max Die 1 CPU / GPU / NE Memory Controller M? Max Die 2 CPU / GPU / NE Memory Controller Ultra Fusion 2.5 TB/s インターコネクト