Czym jest pamięć zunifikowana? Jaka jest jej wystarczająca ilość?

W dobie komputerów z procesorami ARM coraz popularniejsze stają się modele z pamięcią zunifikowaną. Czym różni się ona od pamięci operacyjnej? Ile pamięci zunifikowanej warto posiadać w swoim komputerze?

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.

Sloty na pamięć operacyjną DDR4 w komputerze stacjonarnym
Źródło: Sven Finger / Unsplash

Sloty na pamięć operacyjną DDR4 w komputerze stacjonarnym

Źródło: Sven Finger / Unsplash

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:

  • iPhone 14 Pro hitem sprzedażowym - co otrzyma następca?
  • Czy spadek sprzedaży półprzewodników to sygnał recesji?
  • Samsung wdraża najszybszą pamięć LPDDR5X na świecie

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.

Układ Apple M1
Źródło: apple.com

Układ Apple M1

Źródło: apple.com

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.

Procesory ARM z rodziny Apple Silicon
Źródło: apple.com

Procesory ARM z rodziny Apple Silicon

Źródło: apple.com

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.

Procesory ARM z pamięcią zunifikowaną mogą być chłodzone pasywnie
Źródło: apple.com

Procesory ARM z pamięcią zunifikowaną mogą być chłodzone pasywnie

Źródło: apple.com

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.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200