Apple 稍早發表了 M3 Ultra，M3 Ultra 採用 Apple UltraFusion 封裝架構，透過超過 10,000 個高速連接點將兩個 M3 Max 晶片整合在一起成為一個統一處理器，擁有總計 1840 億個電晶體，並且提供低延遲與高頻寬的傳輸能力，預期為新一代 Mac Studio 電腦提供了更強的 CPU 和 GPU、雙倍神經網路引擎核心，並支援個人電腦有史以來最大的統一記憶體，支援最新一代 Thunderbolt 5 通訊規格。
M3 Ultra 是效能最強的 Mac 晶片，配備最高 32 核心 CPU，包括 24 個效能核心與 8 個節能核心，效能最高達 M2 Ultra 的 1.5 倍、M1 Ultra 的 1.8 倍。M3 Ultra 也擁有 Apple 晶片中最大的 GPU，具備高達 80 個圖形處理核心，效能表現與 M2 Ultra 相比最快可達 2 倍、與 M1 Ultra 相比最快可達 2.6 倍。
M3 Ultra 採用先進的圖形架構，具備動態快取技術，並支援硬體加速網格著色與光線追蹤，因而能夠飛速處理最繁重的內容創作工作與遊戲運行。強大的 32 核心神經網路引擎為 AI 與機器學習 (ML) 提供動力，並驅動 Apple Intelligence，這套個人智慧系統將強大的生成式模型深度整合至全新 Mac Studio。M3 Ultra 是為 AI 而打造，包括 CPU 內建 ML 加速器，還有 Apple 最強大的 GPU、神經網路引擎，並支援每秒超過 800GB 的記憶體頻寬。搭載 M3 Ultra 的 Mac Studio 讓 AI 專業人員能在裝置端直接運行超過 6000 億參數的大型語言模型 (LLM)，堪稱 AI 開發的終極桌機。
M3 Ultra 的統一記憶體架構整合個人電腦中歷來最高頻寬、最低延遲的記憶體。起始容量為 96GB，最高可配置至 512GB，也就是超過 0.5TB。M3 Ultra 還將 Thunderbolt 5 帶進 Mac Studio，提供最高每秒 120Gb 的資料傳輸速度，超過 Thunderbolt 4 的兩倍。每個 Thunderbolt 5 連接埠皆由晶片內建的專屬特製控制器支援。這為 Mac Studio 每個連接埠提供專屬頻寬，是業界最強大的 Thunderbolt 5 應用方式。對於要求外接儲存空間、擴充基座及集線器的資料傳輸更快速的專業使用者，Mac Studio 的 Thunderbolt 5 連接埠帶來革命性體驗。Thunderbolt 5 也支援多台 Mac Studio 系統串聯，適合用於挑戰內容創作極限的工作流程。
Apple 特製的 UltraFusion 封裝技術，採用嵌入式矽中介層，透過超過 10,000 個訊號點連接兩顆 M3 Max 裸晶，提供每秒超過 2.5TB 的低延遲處理器間頻寬，使 M3 Ultra 在軟體層面上被視為單一晶片。
M3 Ultra 內的媒體引擎具備 M3 Max 兩倍的資源，可處理更多並行的影片運算工作。此晶片配備專屬、硬體支援的 H.264、HEVC 及四組 ProRes 編碼與解碼引擎，讓 M3 Ultra 能串流播放高達 22 道 8K ProRes 422 影片。