M4 芯片的极高速神经网络引擎是芯片中的一种 IP 模块，专门用于加速 AI 任务。这是 Apple 迄今最强大的神经网络引擎，运算速度最高可达每秒 38 万亿次，相比 A11 仿生芯片中的初代神经网络引擎，提速最高可达惊人的 60 倍。结合中央处理器中的新一代机器学习加速器、高性能图形处理器和更高的统一内存带宽，神经网络引擎为 M4 芯片赋予超强性能，使之成为处理 AI 任务的理想芯片。配合 iPadOS 系统的多种 AI 功能，如可根据音频内容实时生成字幕的实时字幕、可识别视频与照片中物体的看图查询等，新款 iPad Pro 可帮助用户在设备端快速完成各类 AI 任务。
使用搭载 M4 芯片的 iPad Pro，在 Final Cut Pro 中只需轻点一下，就能轻松将 4K 视频中的主体从背景中分离，而在 StaffPad 中，可在钢琴演奏实时自动生成乐谱。iPad Pro 还可高效安全地完成各类推断型任务，将此类任务对 app 的内存占用、响应速度和电池续航时间的影响降至最低。M4 芯片内集成了 Apple 迄今最强大的神经网络引擎。