Apple silicon · M1〜M6 · 全20チップを真上から
Mシリーズ全ダイの内側
Appleが発表したMシリーズの全チップを、分解できるフロアプランとして描いた。表からチップを選び、ブロックを選んで役割を見る。データ経路を重ねたり、2つのダイを並べて比べたりもできる。各チップには、そのレイアウトがダイ写真に基づくのか、根拠のある推定なのかを示してある。
ファミリーから見えること
ダイの形を決めるのはメモリである
メモリ接続はダイの縁にしか置けず、その長さはバス幅に比例する。128ビットの無印チップはほぼ正方形だが、512ビットのMaxでは2つの長辺をPHYで埋める必要がある。SLCのスライスもそれに沿って並ぶ。各スライスは担当するメモリの手前に置かれるからである。
MaxはProの下に足したものだった
M1とM2では、Appleは1枚のダイを描き、2つの高さで切り分けた。Proは上の部分であり、Maxはその下にGPUの後半、メモリ、SLCを加えたものである。M3でこの方式は終わり、Maxは独自のダイになった。
GPUが面積を取り続ける
M1の8コアから、各コアにNeural Acceleratorを持つM5 Maxの40コアまで、GPUは他のどの部分よりも速く大きくなった。Maxのダイでは、GPUが群を抜いて最大の構造である。
1枚のダイを超える2つの方法
UltraFusionは同一のMaxダイ2枚を縁で結合し、システムからは1つのチップに見える。M5 ProとM5 Maxはさらに進み、1つのチップをCPUダイとGPUダイに分けた。M5 Ultraはその両方を組み合わせた4ダイ構成である。
各レイアウトの根拠
| チップ | 根拠 | GPUコア | CPU | メモリバス |
|---|
出典
コア数、メモリ、製造プロセスはAppleの公表値である。配置は以下の画像に基づく。M1、M1 Pro、M2、M2 Pro、M3、M3 Pro、M4には実測寸法付きのダイ写真を使い、M4の写真は全ブロックに注釈が付いている。M3ファミリーではHigh Yieldの注釈付きフロアプランも用いた。M1 MaxとM2 Maxは、Appleの作り方に倣い、それぞれProの写真から組み立てた。M4 Pro、M4 Max、M5、M5 Pro・MaxのダイとM6については公開されたダイ画像を見つけられなかったため、最も近い世代から配置し、その旨を明示した。ブロックの相対面積は概算であり、私自身が計測したブロックはない。
- Kurnal Insights ダイ写真ギャラリー：M1、M1 Pro、M2、M2 Pro、M3、M3 Pro、M4の写真とダイ寸法、M4の注釈付きレイアウト。
- Tom's HardwareによるHigh YieldのM3ファミリー注釈の紹介：M3、M3 Pro、M3 Maxの注釈付きフロアプラン。
- TechInsights、M5 Proパッケージ解析：ハイブリッドボンディングで結合された、独立したCPUとGPUのチップレット。
- AppleInsiderによるM5 Pro・M5 Maxのダイの解説：ダイは積層ではなく隣接しており、互いの鏡像でもない。
- Apple Newsroom：M1 ProとM1 Max、M2 ProとM2 Max、M4 ProとM4 Max、M5、M5 ProとM5 Max、M6とM5 Ultra。
- 仕様は、同じ20チップを数値で比べたApple silicon アトラスと一致させてある。