2020. Аппле је направио храбар потез; одбацили су Интел и прешли на свој власнички силицијум за напајање својих МацБоок-ова. Иако је прелазак на АРМ архитектуру са језика дизајна к86 подигао неколико обрва, Аппле доказао да сви нису у праву када су МацБоок рачунари са Аппле силиконом понудили невероватне перформансе ват.
Према неколико стручњака, прелазак на АРМ архитектуру је био велики разлог за повећање перформанси/ват. Међутим, нова Унифиед Мемори Арцхитецтуре такође је одиграла кључну улогу у побољшању перформанси МацБоок-а нове генерације.
Дакле, шта је Аппле-ова Унифиед Мемори Арцхитецтуре и како функционише? Па, хајде да сазнамо.
Зашто је вашем рачунару потребна меморија?
Пре него што уђете у Аппле-ову Унифиед Мемори Арцхитецтуре, неопходно је разумети зашто су примарни системи за складиштење као што је Рандом Аццесс Мемори (РАМ) уопште потребни.
Видите, традиционални процесор ради на такту од 4 ГХз током а турбо боост. При овој брзини, процесор може да изврши задатке за четвртину наносекунде. Међутим, уређаји за складиштење података, попут ССД-а и ХДД-а, могу да испоруче податке ЦПУ-у само сваких десет милисекунди – то је 10 милиона наносекунди. То значи да у времену између ЦПУ завршетка обраде података на којима ради и пријема следеће групе информација, он седи неактиван.
Ово јасно показује да уређаји за складиштење података не могу да прате брзину процесора. Рачунари решавају овај проблем користећи примарне системе за складиштење као што је РАМ. Иако овај меморијски систем не може трајно да складишти податке, много је бржи у поређењу са ССД-овима — може да шаље податке за само 8,8 наносекунди: бесконачно брже од тренутно најбржих ССД-ова.
Ово мало време приступа омогућава ЦПУ-у да брже прима податке, омогућавајући му да континуирано пребацује информације уместо да чека да ССД пошаље другу групу на обраду.
Због ове архитектуре дизајна, програми у меморијским дисковима се премештају у РАМ, а затим им ЦПУ приступа преко ЦПУ регистара. Стога, бржи примарни систем складиштења побољшава перформансе рачунара, а то је управо оно што Аппле ради са својом Унифиед Мемори Арцхитецтуре.
Разумевање како функционишу традиционални системи памћења
Сада када знамо зашто је потребна РАМ меморија, морамо разумети како је ГПУ и ЦПУ користе. Иако су и ГПУ и ЦПУ дизајнирани за обраду података, ЦПУ је дизајниран за обављање прорачуна опште намене. Напротив, ГПУ је дизајниран да обавља исти задатак на различитим језгрима. Због ове разлике у дизајну, ГПУ је веома ефикасан у обради и приказивању слика.
Иако ЦПУ и ГПУ имају различите архитектуре, они зависе од примарних система за складиштење података за добијање података. Постоје две врсте меморија са случајним приступом на традиционалном систему са наменским ГПУ-ом. Ово је ВРАМ и системска РАМ меморија. Такође познат као Видео РАМ, ВРАМ је одговоран за слање података у ГПУ, а системска РАМ преноси податке у ЦПУ.
Али да бисмо боље разумели системе за управљање меморијом, погледајмо пример из стварног живота како играте игру.
Када отворите игру, у слику долази ЦПУ, а програмски подаци за игру се премештају у системску РАМ меморију. Након тога, ЦПУ обрађује податке и шаље их у ВРАМ. ГПУ затим обрађује ове податке и шаље их назад у РАМ како би ЦПУ приказао информације на екрану. У случајевима интегрисаног ГПУ система, оба рачунарска уређаја деле исту РАМ меморију, али приступају различитим просторима у меморији.
Овај традиционални приступ укључује много кретања података што чини систем неефикасним. Да би решио овај проблем, Аппле користи Унифиед Мемори Арцхитецтуре.
Како функционише Унифиед Мемори Арцхитецтуре на Аппле Силицон?
Аппле ради неколико ствари другачије када су у питању меморијски системи.
У случају генеричких система, РАМ је повезан са ЦПУ-ом помоћу утичнице на матичној плочи. Ова веза представља уско грло за количину података послатих ЦПУ-у.
С друге стране, Аппле силицон користи исту подлогу за монтирање РАМ-а и СоЦ-а. Иако РАМ није део СоЦ-а у таквој архитектури, Аппле користи интерпосер супстрат (Фабриц) да повеже РАМ са СоЦ-ом. Интерпосер није ништа друго до слој силицијума између СОЦ-а и РАМ-а.
У поређењу са традиционалним утичницама, које се ослањају на жице за пренос података, интерпосер омогућава РАМ-у да се повеже са чипсетом помоћу силиконских везова. То значи да Аппле МацБоок рачунари са силиконским погоном имају своју РАМ меморију директно у пакету, што чини бржим пренос података између меморије и процесора. РАМ је такође физички ближа месту где су подаци потребни (процесорима), што омогућава подацима да стигну тамо где су потребни раније.
Због ове разлике у повезивању РАМ-а са чипсетом, може приступити великом пропусном опсегу података.
Поред горе поменуте разлике, Аппле је такође променио начин на који ЦПУ и ГПУ приступају меморијском систему.
Као што је раније објашњено, ГПУ и ЦПУ имају различите меморијске групе у традиционалним подешавањима. Аппле, напротив, дозвољава ГПУ-у, ЦПУ-у и Неурал Енгине-у да приступе истом скупу меморије. Због тога, подаци не морају да се преносе са једног меморијског система на други, чиме се додатно побољшава ефикасност система.
Због свих ових разлика у архитектури меморије, Унифиед Мемори Систем нуди висок пропусни опсег података за СоЦ. У ствари, М1 Ултра пружа пропусни опсег од 800 ГБ/с. Овај пропусни опсег је знатно већи у поређењу са ГПУ-овима високих перформанси као што је АМД Радеон РКС 6800 и 6800КСТ, који нуде пропусни опсег од 512 ГБ/с.
Овај велики пропусни опсег омогућава ЦПУ-у, ГПУ-у и Неурал Енгине-у да приступе огромним скуповима података у наносекундама. Поред тога, Аппле користи ЛПДДР5 РАМ модуле са тактом од 6400 МХз у М2 серији за испоруку података запањујућим брзинама.
Колико вам је обједињене меморије потребно?
Сада када имамо основно разумевање Унифиед Мемори Арцхитецтуре, можемо погледати колико вам је потребно.
Иако Унифиед Мемори Арцхитецтуре нуди неколико предности, ипак има неких недостатака. Прво, РАМ је повезан са СоЦ-ом, тако да корисници не могу да надограде РАМ на свом систему. Штавише, ЦПУ, ГПУ и Неурал Енгине приступају истом скупу меморије. Због тога се количина меморије која је потребна систему драстично повећава.
Стога, ако сте неко ко сурфује интернетом и користи гомилу текст процесора, 8 ГБ меморије би вам било довољно. Али ако често користите Адобе Цреативе Цлоуд програме, добијање варијанте од 16 ГБ је боља опција јер ћете имати лакше искуство уређивања фотографија, видео записа и графике на вашој машини.
Такође би требало да размислите о М1 Ултра са 128 ГБ РАМ-а ако тренирате многе моделе дубоког учења или радите на временским линијама видеа са тонама слојева и 4К снимака.
Да ли је уједињена архитектура меморије све за добро?
Унифиед Мемори Арцхитецтуре на Аппле силикону прави неколико промена у меморијским системима на рачунару. Од промене начина на који је РАМ повезана са рачунарским јединицама до редефинисања меморијске архитектуре, Аппле мења начин на који су меморијски системи дизајнирани да побољшају ефикасност својих система.
Уз то, нова архитектура ствара услове за трку између ЦПУ-а, ГПУ-а и Неурал Енгине-а, повећавајући количину РАМ-а која је потребна систему.