La revolución de la tecnología UltraFusion de Appl

Rubén Castro, 16 marzo 2022

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El último procesador estrella de Apple, el M1 Ultra, combina dos chips M1 Max utilizando la tecnología UltraFusion. Esta tecnología de interconexión de última generación sirve para conectar los dos chips discretos en un único SoC para obtener un total de 114.000 millones de transistores en un solo procesador. Esto hace que el Mac Studio con M1 Ultra rinda hasta 3,8 veces más rápido que el iMac de 27 pulgadas con un procesador de 10 núcleos.

“El M1 Ultra es una revolución para el silicio de Apple que, una vez más, conmocionará a la industria del PC”, dijo Johny Srouji, vicepresidente senior de tecnologías de hardware de Apple.

La interconexión UltraFusion ofrece 2,5 terabytes por segundo de ancho de banda de baja latencia entre procesadores.

Según Apple, UltraFusion utiliza un intercalador de silicio con el doble de densidad de conexión y cuatro veces más ancho de banda que las tecnologías de intercalación de la competencia. Dado que cada M1 Max tiene una superficie de 432 mm², el intercalador UltraFusion debe tener más de 864 mm². Esto está a la altura de las GPU empresariales de AMD y Nvidia que incorporan HBM (High Bandwidth Memory).

Otra ventaja de Ultrafusion es que los desarrolladores no tendrán que reescribir su código, ya que a nivel de sistema, el Mac verá el SoC de doble chip como un único procesador.

Construido en el proceso de 5 nanómetros de TSMC, el M1 Ultra cuenta con 114.000 millones de transistores, un aumento de 7 veces respecto al M1 original. Puede soportar hasta 128 GB de memoria unificada con un ancho de banda de memoria de 800 GB/s, lo que es posible gracias a su diseño de doble chip. Incluye 16 núcleos de rendimiento con 48 MB de caché L2 y cuatro núcleos de eficiencia con 4 MB de caché L2, mientras que la GPU puede tener hasta 64 núcleos GPU. También cuenta con un motor neuronal de 32 núcleos que puede ejecutar hasta 22 billones de operaciones por segundo para acelerar las tareas de aprendizaje automático.

Los SoC M1 Ultra de Apple utilizan el proceso de empaquetado 2,5D basado en CoWoS-S (chip-on-wafer-on-substrate with silicon interposer) de TSMC. Nvidia, AMD y Fujitsu han utilizado tecnologías similares para construir procesadores de alto rendimiento para centros de datos y HPC (computación de alto rendimiento).

El fabricante de chips taiwanés TSMC tiene una alternativa más reciente a CoWoS en su tecnología InFO_LSI (InFO con integración de una LSI) para la integración de chips de ultra gran ancho de banda. Utiliza interconexiones de silicio localizadas en lugar de interpositores grandes y costosos, similares al EMIB (puente de interconexión de troquel embebido) de Intel.

Se cree que Apple eligió CoWoS en lugar de InFO_LSI porque este último no estaba listo a tiempo para el M1 Ultra. Así que Apple podría haber ido a lo seguro optando por una solución probada pero más cara en lugar de una tecnología más barata e incipiente.