AppleのM3 Ultra、ベンチマークでGPU性能がM4 Maxを38%上回るがコスパはM4 Maxが圧倒的？ ― 最新Mac Studioの実力を徹底解析

先日発表された新型Mac Studioに搭載されるM3 Ultraチップの初期ベンチマーク結果が公開され、Appleが「史上最速のAppleシリコン」と称する理由が明らかになった。最上位構成となる80コアGPUを搭載したM3 UltraはGPU性能でM4 Maxを38%上回り、32コアCPUによるマルチコア性能でも8%の優位性を示している。一方で注目すべきは、シングルコア性能で、こちらはM4 Maxが22%のリードを保持している点だ。この相反する性能特性は、用途や予算に応じた選択にどのような影響を与えるのだろうか。

ベンチマーク結果で明らかになったM3 Ultraの真の実力

CPU性能：シングルコアとマルチコアの逆転現象

Geekbench 6のテスト結果によると、最新のシリコンチップの性能は以下のようになっている：

モデル	シングルコア スコア	マルチコア スコア
M3 Ultra（32コアCPU、4.05GHz）	3,221	27,749
M4 Max（16コアCPU、4.14GHz）	3,925	25,647
M2 Ultra	2,777	21,371
M3 Max	3,131	20,949

この結果から、M3 UltraはマルチコアパフォーマンスでM4 Maxを8%上回っているが、シングルコアではAppleの最新アーキテクチャを採用したM4 Maxに22%の差をつけられていることが分かる。

前世代との比較では、M3 UltraはM2 Ultraに対してシングルコアで16%、マルチコアで30%の性能向上を実現しており、世代間の進化が明確に表れている。

GPU性能：M3 Ultraの圧倒的優位性

Metalベンチマークにおける各チップのGPU性能は以下の通りだ：

モデル	GPUスコア
M3 Ultra（80コアGPU）	259,668
M4 Max（40コアGPU）	187,460
M2 Ultra（76コアGPU）	221,824
M3 Max（40コアGPU)	155,991

これらの数値は、M3 UltraのGPU性能がM4 Maxよりも38%、前世代のM2 Ultraよりも17%高速であることを示している。特にM3 MaxのMacBook Proと比較した場合には66%もの圧倒的な差が生じている。

グラフィック集約型の作業においては、この性能差が直接的な処理時間の短縮につながる。例えば、複雑な3Dレンダリングや8K動画のエンコード作業では、理論上M4 Maxで5時間かかる処理がM3 Ultraでは約3時間40分で完了する計算になる。

性能差の背景にある技術：アーキテクチャとプロセス技術

M3シリーズとM4シリーズの技術的相違点

M3シリーズとM4シリーズの性能特性の違いを生み出す主な技術的要因は以下のとおりだ：

• 半導体製造プロセス：M3シリーズはTSMCの第一世代3nmプロセス（A17 Proチップと同様）を採用しているのに対し、M4シリーズは改良された第二世代3nmプロセスを使用している。後者はより高い電力効率とトランジスタ密度を実現しており、これがシングルコア性能の差につながっている。
• 命令セットの拡張：M4シリーズはArmのScalable Matrix Extension（SME）に対応しており、行列計算などの複雑な数学的処理を効率的に実行できる。これがAI処理や科学計算など特定のワークロードでの優位性をもたらしている。
• クロック周波数：M3 Ultraが4.05GHz、M4 Maxが4.14GHzとわずかな差ではあるが、この差もシングルコア性能に影響している。

UltraFusion：M3 Ultraのパワーを支える技術

M3 Ultraの強みは、AppleのUltraFusion技術にある。これは2つのM3 Maxチップをシリコンインターポーザーによって物理的に接続し、統合されたシステムとして機能させる革新的な技術だ。

• 超高速チップ間通信：最大4TB/s（テラバイト/秒）の帯域幅を持つチップ間接続により、2つのダイが単一のチップとして連携できる。これにより、分離したチップ間の通信によるボトルネックを最小限に抑えている。
• 優れたメモリ帯域幅：M3 Ultraは800GB/sのメモリ帯域幅を備えており、M4 Maxの500GB/sを大幅に上回る。これが大量のデータを処理するワークロードでの優位性につながっている。
• 統合システムデザイン：オペレーティングシステムからは単一のチップとして認識されるため、ソフトウェア側での特別な最適化を必要とせずに性能を引き出せる。

実際のワークフローにおける性能差：どのような作業で差が現れるか

ベンチマーク数値の違いは、実際の作業においてどのように体感されるのだろうか。用途別に見てみよう。

シングルコア性能が重要な作業（M4 Maxが有利）

日常的なコンピューティングタスクの多くは、実はシングルコア性能に大きく依存している：

• ウェブブラウジング：JavaScriptの実行やページのレンダリングは多くの場合シングルスレッドで行われる。Chrome、Safari、Firefoxといったブラウザでの閲覧体験はM4 Maxの方が高速である可能性が高い。
• オフィスアプリケーション：Microsoft OfficeやiWorkなどの基本的な操作は主にシングルコアの性能に依存するため、文書作成や表計算作業ではM4 Maxの応答性の高さが体感できるだろう。
• 写真編集：Adobe PhotoshopやLightroomでのフィルター適用や調整作業など、基本的な画像処理ではM4 Maxの高いシングルコア性能が有利に働く。
• 音楽制作：Logic Pro、Abletonなどのデジタルオーディオワークステーションでのリアルタイム処理は低レイテンシーが重要であり、シングルコア性能が高いM4 Maxが優位となる場面が多い。

これらの作業では、M4 Maxの22%高いシングルコア性能がユーザー体験の向上として直接感じられるケースが多いだろう。

マルチコア性能が重要な作業（M3 Ultraが有利）

より専門的で計算負荷の高い作業では、マルチコア性能の優位性が生きてくる：

• 大規模ソフトウェアコンパイル：Xcodeでの大規模iOSアプリのビルドや、C++/Javaなどの大きなプロジェクトのコンパイルは多数のコアを活用できる。32コアを持つM3 Ultraは、これらの作業で真価を発揮する。
• 科学計算・シミュレーション：RやPythonを使用した大規模データ分析、流体力学シミュレーション、分子動力学計算などは高いマルチコア性能と大きなメモリ帯域幅が重要であり、M3 Ultraが有利。
• 仮想化・コンテナ：複数の仮想マシンやDockerコンテナを同時に実行する場合、多数のコアとより大きなメモリ容量をサポートするM3 Ultraが明確なアドバンテージを持つ。
• 高度なマルチタスク：複数の重いアプリケーション（動画編集ソフト、3Dモデリングツール、コード開発環境など）を同時に実行する場面では、M3 Ultraの余裕あるリソースが生きてくる。

これらの作業では、M3 Ultraの8%高いマルチコア性能と、より多くのコア数が生産性向上につながる。

GPU性能が重要な作業（M3 Ultraが大幅に有利）

グラフィック処理を中心としたワークフローでは、M3 Ultraの38%高いGPU性能が明確な差を生み出す：

• 3Dレンダリング：Cinema 4D、Maya、Blenderなどでの複雑な3DCGのレンダリングでは、M3 Ultraの80コアGPUが処理時間を大幅に短縮。例えば、1時間のレンダリング作業が約44分に短縮される計算になる。
• 高解像度動画編集：Final Cut Pro、DaVinci Resolveでの8K映像の編集、複雑なエフェクト適用、カラーグレーディングなどでは、M3 Ultraの優れたGPU性能とメモリ帯域幅が大きなアドバンテージとなる。
• 機械学習・AI開発：TensorFlow、PyTorchなどのフレームワークを使用したモデルトレーニングや推論処理では、M3 UltraのGPU性能の高さが学習時間の短縮につながる。
• AR/VR開発：Unity、Unreal Engineなどを使用した3D空間の開発と、シーンのリアルタイムレンダリングにおいて、M3 Ultraは高いフレームレートと複雑なシーンの処理能力を発揮。

これらの作業では、M3 Ultraの38%高いGPU性能が作業効率に直結し、長期的な生産性向上につながる可能性が高い。

価格対性能分析：30万円の価格差は正当化できるか

M4 Max搭載Mac Studioが328,800円から、M3 Ultra搭載モデルが668,800円からと、30万円以上の価格差がある。この差額に見合う価値は果たしてあるのだろうか？

コストパフォーマンス比較

単純な数値比較では、M4 Maxの方がコストパフォーマンスは高い。GPU性能を価格で割った場合、M4 Maxは0.57ポイント/円、M3 Ultraは0.38/円となる。マルチコア性能でも同様に、M4 Maxが0.078ポイント/円、M3 Ultraが0.04ポイント/円となり、M4 Maxの方が「値段あたりの性能」では優れている。

しかし、プロフェッショナルユーザーにとっては、絶対的な性能向上が作業時間の短縮に直結し、長期的な投資効果をもたらす可能性がある。例えば：

• 1日あたり1時間のレンダリング時間短縮が実現できれば、年間労働日250日として年間250時間の節約
• 時給3,000円のプロフェッショナルなら、年間75万円の時間コスト削減に相当
• この場合、30万円の追加投資は約半年で回収できる計算になる

用途と予算に応じた最適なモデル選択

用途と予算に応じた最適なモデル選択の指針は以下の通りだ：

1. コンテンツクリエイター：
   • 主に2Dグラフィック/写真編集中心：M4 Maxで十分
   • 3Dレンダリング/動画制作/VFX中心：M3 Ultraの投資効果が高い
2. ソフトウェア開発：
   • ウェブ/モバイルアプリ開発：M4 Maxが費用対効果に優れる
   • ゲーム開発/機械学習/大規模コンパイル：M3 Ultraの高いマルチコア性能とGPU性能が有利
3. 科学研究/データ分析：
   • 基本的なデータ分析/可視化：M4 Maxで十分対応可能
   • 複雑なシミュレーション/大規模データセット処理：M3 Ultraの投資価値が高い
4. 教育/一般ビジネス：
   • 教育機関/一般オフィス用途：M4 Maxが最適
   • サーバー用途/複数人での共有リソース：M3 Ultraの余裕あるリソースが活きる

AppleがM3 UltraとM4 Maxを同時に提供する戦略的背景

2020年に最初のAppleシリコンが導入されて以来、同一世代のMacで2つの異なるシリーズのチップを使用するのは初めてのケースである。M4 UltraではなくM3 Ultraを選択したAppleの戦略には、複数の要因が考えられる。

有力な仮説

1. 製品開発サイクルの現実的制約： 最新のM4チップをベースにUltraバージョンを開発するには、通常より長い開発期間が必要だ。M4が発表されてから短期間でM4 Ultraを完成させるのは技術的に困難だった可能性が高い。Ultraチップの開発には、2つのMaxチップを統合するための複雑な設計と検証プロセスが必要となる。
2. Mac Proとの差別化戦略： AppleはM4 Ultraを将来のMac Pro向けに確保し、Mac StudioとMac Proの製品ポジショニングをより明確にする計画がある可能性が指摘されている。これにより、最上位のMac Proが常にAppleの最新かつ最強のシリコンを搭載するという製品階層を維持できる。
3. UltraFusion技術の進化： M4世代に向けて、AppleはUltraFusion技術を大幅に改良または刷新する計画がある可能性がある。新技術の準備が整うまでは、実績のあるM3ベースのUltraチップを提供する戦略的判断だったかもしれない。
4. 製造プロセスの制約： 第二世代3nmプロセスを使用したM4 Ultraの大量生産は、現時点での歩留まりや製造キャパシティの面で課題があった可能性がある。特に大型チップは製造上の歩留まり問題が生じやすい。

M4 Ultraの未来

AppleがUltraバリアントのチップを完全にスキップしたことはこれまでになく、M4 Ultraが将来登場する可能性は依然として高い。特に次期Mac Proのアップデートと共に発表される可能性が考えられるが、そのタイミングや具体的な性能特性については情報が限られている。

Apple関係者からの情報によれば、現在のUltraFusion技術に代わる新しい統合技術の開発が進んでいる可能性もあり、M4 Ultraが登場する際には、現行のM3 Ultraとは異なる技術的アプローチを採用する可能性も考えられる。

新型Mac Studioの仕様と発売情報

新型Mac Studioは現在予約注文が開始されており、3月12日に正式発売予定だ。主な仕様と価格は以下の通りだ：

M4 Max搭載モデル（328,800円～）

• CPU：最大16コア
• GPU：最大40コア
• メモリ：32GB〜128GB
• ストレージ：512GB〜8TB SSD
• メモリ帯域幅：500GB/s

M3 Ultra搭載モデル（668,800円〜）

• CPU：最大32コア（24パフォーマンスコア + 8効率コア）
• GPU：最大80コア
• メモリ：64GB〜256GB
• ストレージ：1TB〜8TB SSD
• メモリ帯域幅：800GB/s

両モデルとも、プロフェッショナルな接続オプションを豊富に備えており、Thunderbolt 4ポート、10Gbイーサネット、SDカードスロット、HDMI出力などを装備。コンパクトな筐体に最大の性能を詰め込んだデザインは前モデルを踏襲している。