苹果M5 ProMax封装前瞻,CPUGPU限制终于要打破

苹果已官宣 3 月 4 日举办新品发布会,预计将推出搭载 M5 Pro 和 M5 Max 『芯片』的新款 MacBook Pro。本次『芯片』升级的核心亮点在于变革封装技术:苹果将放弃传统的 InFO 封装,转而采用台积电 2.5D 芯粒(Chiplet)设计。

今日霍州注:InFO 是苹果常用的一种封装技术,特点是很薄、成本相对较低,适合手机和轻薄本。但随着『芯片』越来越大、越来越热,这种技术有点“包不住”了,限制了核心数量进一步增加。

随着晶体管密度增加,单片架构的弊端日益显现,14 英寸 M4 Max 用户对此或许深有体会。由于 CPU 和 GPU 紧密相邻,高负载下会产生显著的“热串扰”现象:即 GPU 发热会直接导致 CPU 升温,反之亦然,且两者无法独立散热。

此外,复杂的供电走线在狭小空间内极易产生信号干扰,导致电能难以从『芯片』边缘无损传输至中心区域,限制了性能释放。

苹果的 M5 Pro 和 M5 Max 预计将迎来 M1 发布以来的最大技术变革,首次采用台积电 SOIC-MH 2.5D 封装技术。

SOIC-MH 是台积电的一种先进『芯片』 3D 堆叠技术,就像把原本平铺在一张大饼上的配料(CPU / GPU),切开后重新精细地码放在一个盘子里,既保持了整体性,又让各部分互不干扰。

而 2.5D 封装是一种把“积木”拼在一起的高级胶水技术,它不仅仅是把『芯片』平铺,而是在『芯片』和电路板之间加了一层“中介层”,让这些芯粒之间能以极高的速度传输数据,仿佛它们本来就是一体的。

SOIC-MH 技术通过将 CPU 和 GPU 拆解为独立的“芯粒”,并封装在同一个基板上来解决上述难题。

这种物理隔离消除了热量和电气的相互污染,让 CPU 和 GPU 能够拥有独立的供电通道和散热环境。尽管物理上分离,但借助先进的互连技术,这些芯粒在逻辑上仍表现为一颗完整的『芯片』,保留了 SoC 架构低延迟、高响应的核心优势。

架构分离还为苹果带来了巨大的成本优势。在传统模式下,若 M4 Max 的 GPU 部分存在缺陷,整颗『芯片』可能都需要降级甚至报废。

而在芯粒架构下,苹果可以分级筛选 CPU 和 GPU 模块。这意味着,拥有完美 CPU 但 GPU 稍弱的模块可以灵活组合,无需因局部瑕疵而牺牲整体,从而大幅提升晶圆利用率,也为未来增加更多核心数量提供了经济上的可行性。

值得注意的是,这项昂贵的先进封装技术将由 Pro 和 Max 系列独占,标准版 M5 『芯片』预计将继续使用传统的 InFO(集成扇出型)封装技术。

得益于散热与抗干扰能力的提升,M5 Pro 和 M5 Max 有望突破前代产品的规格天花板。回顾 M3 Max 和 M4 Max,受限于旧有的封装技术,其规格一直被锁定在最高 14 核 CPU 和 40 核 GPU。

随着 2.5D 芯粒设计的引入,苹果终于能够在新一代『芯片』中塞入更多的 CPU 和 GPU 核心,为专业用户提供更强劲的计算与图形处理能力,而无需担心过热降频。

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