Новый чип M3 Ultra обеспечивает до 2,6 раз большую производительность в сравнении с M1 Ultra, а также подключение Thunderbolt 5 и поддержку более 512ГБ унифицированной памяти — больший показатель, чем любой в истории персональных компьютеров, обладая пропускной способностью памяти более 800 ГБ/с.

M3 Ultra построен с использованием инновационной архитектуры упаковки UltraFusion от Apple, которая соединяет два M3 Max с более чем 10 000 высокоскоростных соединений, которые обеспечивают низкую задержку и высокую пропускную способность. UltraFusion объединяет в общей сложности 184 миллиарда транзисторов.

Одна из вариаций чипа оснащена 32 ядерным процессором CPU с 24 ядрами GPU и 8 ядрами эффективности, обеспечивая прирост до 1,5 раз производительности в сравнении с M2 Ultra.
Усовершенствованная графическая архитектура в M3 Ultra отличается динамическим кэшированием, а также аппаратным ускорением трассировки лучей, поэтому она может проходить через самые требовательные рабочие нагрузки и игры по созданию контента. Мощный 32 ядерный Neural Engine помогает в работе с ИИ и машинным обучением (ML), Apple Intelligence, что позволяет использовать мощные генеративные модели прямо в новом Mac Studio. Отдельный чип для дисплеев поддерживает до восьми Pro Display XDR, управляя более чем 160 миллионами пикселей.