Apple heroverweegt hoe onderdelen moeten bestaan en opereren in een laptop. Met M1 chips in nieuwe Macs, Apple heeft een nieuwe “Unified Memory Architecture” (UMA) die drastisch versnelt het geheugen prestaties. Hier is hoe het geheugen werkt op Apple Silicon.
Hoe Apple Silicon Handles RAM
In het geval heb je niet al het nieuws hoorde, kondigde Apple een nieuwe lei van Macs in november 2020. De nieuwe MacBook Air, MacBook Pro en Mac Mini modellen zijn met behulp van een ARM-gebaseerde processor op maat ontworpen door Apple genaamd de M1 . Deze verandering was lang verwacht en is het resultaat van tien jaar bracht het ontwerpen ARM-gebaseerde processors van Apple voor de iPhone en iPad.
De M1 is een systeem op een chip (SoC) , Wat betekent dat er niet alleen een CPU in de processor, maar ook andere belangrijke onderdelen, met inbegrip van de GPU, I / O-controllers, Apple's Neural Engine voor AI taken, en, belangrijker voor onze doeleinden, het fysieke RAM-geheugen is een onderdeel van dat hetzelfde pakket. Voor alle duidelijkheid, de RAM niet op silicium van de fundamentele onderdelen van de SoC. In plaats daarvan ligt aan de kant zoals hierboven afgebeeld.
RAM-geheugen toe te voegen aan de SoC is niets nieuws. Smartphone SoC's kunnen bestaan uit RAM, en de beslissing van Apple om de RAM-modules af te maken aan de zijkant is iets wat we al het zien van de onderneming sinds ten minste 2018. Als je kijkt naar deze iFixit Teardown voor de iPad Pro 11, je kunt zien het RAM-geheugen zitten aan de kant met de A12X processor.
Wat is het verschil nu is dat deze aanpak ook komt naar de Mac, een volwaardige computer ontworpen voor zwaardere workloads.
VERWANT: Wat is Apple's M1 Chip voor de Mac?
The Basics: Wat zijn RAM en geheugen?
RAM staat voor Random Access Memory. Het is de belangrijkste component van het systeem geheugen, dat is een tijdelijke opslagruimte voor de gegevens van uw computer wordt op dit moment gebruikt. Dit kan variëren van bestanden die nodig zijn voor het uitvoeren van het besturingssysteem naar een spreadsheet die u momenteel bewerkt om de inhoud van tabbladen te openen browser.
Wanneer u besluit om een tekst bestand te openen, je CPU ontvangt deze instructies evenals welk programma te gebruiken. De CPU neemt vervolgens alle gegevens die het nodig heeft voor deze operaties en laadt de benodigde informatie in het geheugen. De CPU beheert de wijzigingen die het dossier bij de toegang tot en het manipuleren van wat er in het geheugen.
Typisch, RAM bestaat in de vorm van deze lange, dunne stokken die in gespecialiseerde slots passen op uw laptop of desktop moederbord, zoals hierboven afgebeeld. RAM kan ook vierkant zijn of rechthoekige module die is gesoldeerd op het moederbord . Hoe dan ook, RAM voor pc's en Macs hebben van oudsher een discrete component met een eigen ruimte op het moederbord geweest.
M1 RAM: The Discrete Roommate
Dus de fysieke RAM-modules zijn nog steeds afzonderlijke entiteiten, maar ze zitten op dezelfde groene substraat als de processor. “Groot whoop”, hoor ik je zeggen. “Wat is het probleem?” Wel, eerst en vooral, betekent dit een snellere toegang tot het geheugen, wat onvermijdelijk verbetert de prestaties. Daarnaast heeft Apple is tweaken hoe het geheugen wordt gebruikt binnen het systeem.
Apple noemt de aanpak van een “Unified Memory Architecture” (UMA). Het basisidee is dat de M1 RAM is één pool van het geheugen dat alle delen van de processor kan openen. Ten eerste, dat betekent dat als de GPU heeft behoefte aan meer systeemgeheugen, kan het opvoeren van het gebruik, terwijl andere delen van de SoC uitlopen. Nog beter, hoeft te spitten porties geheugen voor elk deel van de SoC en gegevensshuttle tussen de twee ruimtes van verschillende delen van de processor. In plaats daarvan kan de GPU, CPU, en andere delen van de processor op hetzelfde geheugen adres toegang tot dezelfde gegevens.
Om te zien waarom dit belangrijk is, stel je de grote lijnen van hoe een video spel draait. De CPU ontvangt eerst alle instructies voor het spel en ontlast de gegevens toen dat de GPU behoeften op de grafische kaart. De grafische kaart neemt dan al die gegevens en werkt op het binnen zijn eigen processor (GPU) en ingebouwde RAM.
Zelfs als je een processor met geïntegreerde graphics, de GPU normaliter aanhoudt zijn eigen deel van het geheugen, net als de processor. Ze werken allebei op dezelfde gegevens zelfstandig en vervolgens pendelen de resultaten heen en weer tussen hun geheugen koninkrijkjes. Als u de verplichting om gegevens te bewegen heen en weer laten vallen, is het gemakkelijk om te zien hoe het houden van alles in dezelfde virtuele archiefkast kunnen de prestaties te verbeteren.
Bijvoorbeeld, hier is hoe Apple beschrijft haar unified memory architectuur op de officiële M1 website :
“M1 beschikt ook over onze unified memory architectuur, of UMA. M1 verenigt de hoge-bandbreedte, low-latency geheugen in een enkele pool binnen een pakket op maat. Als gevolg hiervan kunnen alle van de technologieën in de SoC dezelfde toegang te krijgen zonder te kopiëren tussen meerdere zwembaden van het geheugen. Dit drastisch verbetert de prestaties en energie-efficiëntie. Video apps zijn vlottere. Games zijn rijker en meer gedetailleerd. Beeldverwerking is razendsnel. En uw hele systeem is meer responsief.”
En het is niet alleen dat elke component op dezelfde plaats kan toegang tot dezelfde geheugen. Zoals Chris Mellor wijst erop over ten Het register Apple is met behulp van hoge-bandbreedte geheugen hier. Het geheugen is dichter bij de CPU (en andere componenten), en het is gewoon sneller toegankelijk dan het zou zijn om toegang te krijgen tot een traditionele RAM-chip is aangesloten op een moederbord via een socket interface.
Apple is niet het eerste bedrijf dat Unified Memory Probeer
Apple is niet het eerste bedrijf dat dit probleem aan te pakken. Bijvoorbeeld, NVIDIA begonnen met het aanbieden ontwikkelaars een hardware- en software-oplossing genaamd Unified Memory ongeveer zes jaar geleden.
Voor NVIDIA Unified geheugen biedt één geheugenlocatie die is “vanaf elke processor in een systeem.” In de wereld van NVIDIA's, voor zover de CPU en GPU betreft, ze gaan naar dezelfde locatie voor dezelfde data. Maar achter de schermen, het paging systeem de nodige gegevens tussen afzonderlijke CPU en GPU geheugen.
Voor zover wij weten, is Apple niet het nemen van een benadering met behulp van achter-de-schermen-technieken. In plaats daarvan, elk gedeelte van de SoC in staat om exact dezelfde locatie in het geheugen.
De onderste lijn met Apple's UMA is betere prestaties van snellere toegang tot het RAM en een gedeeld geheugen zwembad dat verwijdert prestaties straffen voor rond het verplaatsen van gegevens naar verschillende adressen.
Hoeveel RAM heb je nodig?
Apple's oplossing is niet allemaal zonneschijn en geluk. Omdat de M1 heeft het RAM-modules zo diep geïntegreerd, kun je niet upgraden na aankoop. Als u een 8 GB MacBook Air te kiezen, is er geen verhoging van RAM van dat apparaat op een later tijdstip. Om eerlijk te zijn, het upgraden van het RAM-geheugen is niet iets wat je zou kunnen doen op een MacBook voor een tijdje nu. Het was iets oude Mac Mini kon doen, maar niet de nieuwe M1 versies.
De eerste M1 Macs top uit bij 16 GB-je kunt krijgen een M1 Mac met 8GB of 16GB geheugen, maar je kunt niet meer dan dat. Het is niet langer alleen een kwestie van het plakken van een RAM-module in een sleuf.
Dus hoeveel RAM-geheugen heb je nodig? Wanneer we praten over Windows-pc's, het algemene advies is dat 8 GB is meer dan genoeg voor elementaire computertaken. Gamers zijn goed geadviseerd om dat tot 16GB tegen het lijf, en “prosumer” activiteit waarschijnlijk behoeften nogmaals verdubbelen voor taken zoals het bewerken van grote, hoge-resolutie video-bestanden.
Op dezelfde manier, met M1 Macs, het basismodel met 8GB zou genoeg moeten zijn voor de meeste mensen. In feite kan het bedekken zelfs de meest hardcore van de dag-tot-dag gebruik. Het is moeilijk te zeggen, maar, zoals de meeste van de benchmarks die we hebben gezien neem de M1 naar taak in synthetische benchmarks die de CPU of GPU duwen.
Wat echt belangrijk is hoe goed een M1 Mac handvatten houden meerdere programma's en een hoop browser tabbladen tegelijk openen. Dit geldt niet alleen testhardware, let wel, als software optimalisaties een lange weg te gaan naar het verbeteren van dit soort prestaties, dat is de reden waarom er zo'n focus op benchmarks die echt kan duwen de hardware is geweest. Echter, in het einde, zouden we denk dat de meeste mensen willen gewoon om te zien hoe de nieuwe Macs handvat “echte wereld” gebruik.
Stephen Hall over ten 9to5 Mac Zag indrukwekkende resultaten met een M1 MacBook Air met 8 GB RAM. Om de laptop te krijgen om te beginnen met haperen, moest hij een safari-venster openen met 24 tabbladen van websites, nog eens zes safari-vensters die 2160p-video afspelen en Spotify op de achtergrond lopen. Hij nam ook een screenshot. "Alleen dan sliepen de computer eindelijk tot stilstand," zei Hall.
Over bij TechCrunch ging Matthew Panazarino nog verder Met een M1 MacBook Pro Rocking 16 GB RAM. Hij opende 400-tabbladen in Safari (plus hij had een paar andere programma's open) en het liep prima, zonder problemen. Interessant is dat hij hetzelfde experiment heeft geprobeerd met chroom, maar Chrome vlamde uit. Maar hij zei, de rest van het systeem bleef goed optreden ondanks de problemen met de browser van Google. In feite merkte hij tijdens zijn tests zelfs de laptop op met behulp van swap-ruimte op een gegeven moment, zonder merkbare dip in de prestaties.
Wanneer uw pc onvoldoende RAM heeft, is het de beschikbare opslag van SSD of harde schijf als een tijdelijk pool van geheugen. Dit kan een merkbare vertraging in de prestaties verraden, maar niet met M1 Macs lijkt het.
Dit zijn gewoon casual dagelijkse ervaringen, geen formele tests. Toch zijn ze waarschijnlijk representatief voor wat te verwachten voor intens dagelijks gebruik, en gezien de aangepaste aanpak van het geheugen, 8 GB RAM zou moeten Wees prima voor de meeste mensen die geen browser-tabbladen openen in de honderden.
Echter, als u echter merkt dat u grote, multi-gigabyte afbeeldingen of videobestanden bewerkt, terwijl u ook een paar dozijn tabbladen doorbroeven en een film op de achtergrond streamen op een externe monitor, dan is misschien het kiezen van het 16 GB-model de betere keuze.
Dit is niet de eerste keer dat Apple heeft verhoogde zijn Mac-systemen en verhuisde naar een nieuwe architectuur .
VERWANT: Deja VU: een korte geschiedenis van elke Mac CPU-architectuur
