Pamięć zunifikowana to nowy rodzaj pamięci, który w przyszłości może zastąpić klasyczną pamięć operacyjną w standardzie DDR. Dwa lata temu firma Apple zdecydowała się na odważny ruch. Gigant z Cupertino porzucił stosowanie architektury x86 w oparciu o procesory dostarczane przez firmę Intel. Apple powróciło do swoich korzeni. Firma zainwestowała w architekturę ARM i stworzyła własne procesory z rodziny Apple Silicon. Nowe układy są wydajniejsze od konkurencyjnym modelu x86, a na dodatek oferują niesamowitą wydajność energetyczną, która przekłada się na bardzo dobre czasy pracy na baterii.

Za tak dużym sukcesem nowych komputerów Apple stoi również zupełnie odmienne podejście do wykorzystania pamięci operacyjnej. Zamiast tradycyjnej pamięci operacyjnych nowe komputery z procesorami ARM posiadają pamięć zunifikowaną - z języka angielskiego Unified Memory Architecture, która również jest kluczem do poprawy wydajności urządzeń pracujących z wykorzystaniem architektury ARM.

Zobacz również:

• Chiński sklep App Store nie oferuje już tych popularnych aplikacji
• Oto najszybsza na świecie pamięć DRAM LPDDR5X
• Powody dla których 16 GB RAMu powinno być standardem

Czym jest pamięć zunifikowana? Jak działa i czym wyróżnia się od klasycznej pamięci operacyjnej?

Do czego potrzebna jest pamięć operacyjna?

Nowoczesne komputery posiadają wielordzeniowe procesory pracujące na wysokich częstotliwościach taktowania. Dla przykładu w pierwszy procesorze z rodziny Apple Silicon - Apple M1 mamy do wykorzystania układ ARM składający się z ośmiu niezależnych rdzeni o taktowaniu 3,2 GHz każdy. Tak wydajny procesor jest w stanie wykonywać mnóstwo zadań w czasie ułamków nanosekund. Niestety nowoczesne pamięci masowe nie są w stanie tak szybko dostarczyć danych do procesora.

W tym miejscu pojawia się pamięć operacyjna, która rozwiązuje problem z dostarczaniem danych do procesora. W pamięci operacyjnej przechowywany jest system operacyjny, jego procesy i usług, aplikacje z których korzystamy w danym czasie oraz pliki niezbędne do pracy.

Niski czas dostępu pamięci masowej pozwala na szybkie dostarczanie oraz odbiór informacji z i do procesora.

Im szybsza pamięć operacyjna, tym odczuwalnie dla użytkownika większa wydajność komputera. Aktualnie na rynku wykorzystywane są pamięci operacyjne DDR4, a wkrótce nastąpi całkowite przejście na standard DDR5. W kontraktu znajdziemy również zunifikowaną pamięć operacyjną firmy Apple.

Klasyczna architektura komputera

W klasycznych komputerach wykorzystujących procesory x86 znajdziemy procesor oraz układ graficzny. Oba te podzespoły służą do przetwarzania danych. Ze względu na swoją charakterystykę procesor przetwarza dane ogólne, a układ graficzny odpowiada za przetwarzanie i renderowanie obrazów.

Zarówno procesor, jak i karta graficzna potrzebują pamięci operacyjnej. W przypadku procesora mowa o pamięci operacyjnej RAM. Układ graficzny albo posiada własną pamięć VRAM (Video RAM), albo korzysta z pamięci współdzielonej z procesorem.

Dzięki takiemu rozwiązaniu zarówno CPU, jak i GPU korzystają z tej samej pamięci RAM, ale mają dostęp do różnych miejsc w tej pamięci. Tego typu rozwiązanie obarczone jest dużym ruchem danych, co powoduje, że cały system jest nieefektywny. Wtedy z pomocą przychodzi pamięć zunifikowana zastosowana przez Apple w komputerach z procesorami Apple Silicon.

Jak działa zunifikowana pamięć operacyjna?

Apple podeszło zupełnie inaczej do budowy własnej architektury nowych komputerów.

W starych komputerach z procesorami Intela Apple od wielu lat stosuje pamięć wlutowaną na płytę główną, która umieszczana jest blisko procesora i układu graficznego. Takie rozmieszczenie eliminuje opóźnienia i pozytywnie wpływa na wydajność całego komputera.

W przypadku nowych modeli z procesorami Apple Silicon, gigant z Cupertino posunął się o krok dalej. Pamięć zunifikowana umieszczono jeszcze bliżej - pamięć znajduje się pomiędzy procesorem, a płytą główną korzystając z tych samych połączeń, co zwiększa wydajność i przepustowość przetwarzania danych.

Komputery wyposażone w procesory Apple Silicon wykorzystują pamięć zunifikowaną do operacji wykonywanych przez procesor, układ graficzny oraz procesor neuronowy Neural Engine.

Dzięki tej zmianie w budowie płyty głównej wzrosła przepustowość przesyłania danych. W przypadku procesora Apple M1 Ultra wynosi ona 800 Gb/s. Dla porównania wysokowydajne układy graficzne AMD RX 6800 i 6800 XT są w stanie zaoferować przepustowość na poziomie 512 Gb/s.

Aby osiągnąć tak wysokie rezultaty Apple zdecydował się nie tylko na zmianę położenia pamięci operacyjnej. Aby CPU, GPU i Neural Engine mogły uzyskać dostęp do pamięci w czasie ułamków nanosekund wykorzystano moduły LPDDR5 o taktowaniu wynoszącym aż 6400 MHz.

Ile pamięci zunifikowanej warto posiadać w komputerze?

Pamięć zunifikowana ma wiele zalet, które wpływają na wyższą wydajność komputera. Niestety należy pamiętać, że ze względu na budowę żaden komputer z pamięcią zunifikowaną nie pozwala na jej rozbudowę po zakupie. Pamięć znajduje się bezpośrednio na płycie głównej i nie ma możliwości jej wymiany.

Faktem jest jednak, że w porównaniu komputerów z taką samą ilością pamięci operacyjnej/zunfikowanej lepiej działać będzie model oferujący pamięć zunfikowaną. Wszystko ze względu na możliwość szybkiej wymiany danych pomiędzy procesorem, kartą graficzną i procesorem neuronowym. Cały proces wspiera również odpowiednio szybki dysk SSD, na którym czekają dane przygotowane do przekazania do układów przetwarzania.

Apple w dalszym ciągu oferuje zaledwie 8 GB pamięci zunifikowanej w bazowych modelach MacBooka Air, Pro i Maca mini, a także iMaca 24. Pomimo faktu, że pamięć ta jest szybsza, w dzisiejszych czasach warto zdecydować się na modele oferujące 16 GB pamięci zunifikowanej. Mając na uwadze, że pamięci zunifikowanej nie można rozbudowywać, jest to dużo bezpieczniejsza i bardziej przyszłościowa opcja.

W przypadku, gdy komputer wykorzystywany będzie do obróbki foto/video w rozdzielczości 4K lub wyższej lub programowania warto rozważyć wybór modelu z 32 GB pamięci zunifikowanej. Dla profesjonalistów Apple przygotowało konfiguracje składające się z najwydajniejszego układu Apple M1 Ultra i aż 128 GB zunifikowanej pamięci.