2020'de Apple cesur bir hamle yaptı; Intel'i terk ettiler ve MacBook'larına güç sağlamak için tescilli silikonlarına geçtiler. x86 tasarım dilinden ARM mimarisine geçiş birkaç kişinin dikkatini çekse de, Apple Apple silikon destekli MacBook'lar her bir kullanıcı için akıllara durgunluk veren bir performans sunduğunda herkesin yanıldığını kanıtladı. watt.
Birkaç uzmana göre, ARM mimarisine geçiş, performans/watt artışının büyük bir nedeniydi. Bununla birlikte, yeni Birleşik Bellek Mimarisi, yeni nesil MacBook'ların performansının iyileştirilmesinde de çok önemli bir rol oynadı.
Peki Apple'ın Birleşik Bellek Mimarisi nedir ve nasıl çalışır? Peki, öğrenelim.
Bilgisayarınızın Neden Belleğe İhtiyacı Var?
Apple'ın Birleşik Bellek Mimarisine girmeden önce, Rastgele Erişimli Bellek (RAM) gibi birincil depolama sistemlerine neden ihtiyaç duyulduğunu anlamak önemlidir.
Görüyorsunuz, geleneksel bir işlemci 4 GHz saat hızında çalışıyor. hızlı artış. Bu saat hızında, bir işlemci bir nanosaniyenin çeyreğinde görevleri gerçekleştirebilir. Bununla birlikte, SSD'ler ve HDD'ler gibi depolama sürücüleri, CPU'ya yalnızca her on milisaniyede bir veri sağlayabilir - bu, 10 milyon nanosaniyedir. Bu, CPU'nun üzerinde çalıştığı verileri işlemeyi bitirmesi ile bir sonraki bilgi grubunu alması arasındaki sürede boşta kaldığı anlamına gelir.
Bu, depolama sürücülerinin işlemcinin hızına ayak uyduramadığını açıkça göstermektedir. Bilgisayarlar bu sorunu RAM gibi birincil depolama sistemlerini kullanarak çözer. Bu bellek sistemi verileri kalıcı olarak depolayamasa da, SSD'lere kıyasla çok daha hızlıdır; verileri 8,8 nanosaniye kadar kısa bir sürede gönderebilir: şu anda en hızlı SSD'lerden sonsuz derecede daha hızlı.
Bu düşük erişim süresi, CPU'nun verileri daha hızlı almasını sağlayarak, SSD'nin işleme için başka bir toplu iş göndermesini beklemek yerine sürekli olarak bilgi içinde gezinmesine olanak tanır.
Bu tasarım mimarisi nedeniyle, depolama sürücülerindeki programlar RAM'e taşınır ve ardından CPU tarafından CPU kayıtları aracılığıyla erişilir. Bu nedenle, daha hızlı bir birincil depolama sistemi bir bilgisayarın performansını artırır ve Apple'ın Birleşik Bellek Mimarisi ile yaptığı da tam olarak budur.
Geleneksel Bellek Sistemlerinin Nasıl Çalıştığını Anlamak
Artık RAM'in neden gerekli olduğunu bildiğimize göre, GPU ve CPU'nun onu nasıl kullandığını anlamamız gerekiyor. Hem GPU hem de CPU veri işleme için tasarlanmış olsa da, CPU genel amaçlı hesaplamaları gerçekleştirmek için tasarlanmıştır. Aksine GPU, aynı görevi farklı çekirdeklerde gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır. Tasarımdaki bu farklılık nedeniyle GPU, görüntü işleme ve oluşturmada oldukça verimlidir.
CPU ve GPU'nun farklı mimarileri olmasına rağmen, veri almak için birincil depolama sistemlerine bağlıdırlar. Özel bir GPU'ya sahip geleneksel bir sistemde iki tür Rastgele Erişim Belleği vardır. Bu, VRAM ve sistem RAM'idir. Video RAM olarak da bilinen VRAM, GPU'ya veri göndermekten sorumludur ve sistem RAM'i verileri CPU'ya aktarır.
Ancak bellek yönetim sistemlerini daha iyi anlamak için oyun oynarken gerçek hayattan bir örneğe bakalım.
Oyunu açtığınızda CPU devreye giriyor ve oyuna ait program verileri sistem RAM'ine taşınıyor. Bundan sonra CPU verileri işler ve VRAM'a gönderir. GPU daha sonra bu verileri işler ve CPU'nun bilgileri ekranda görüntülemesi için RAM'e geri gönderir. Entegre bir GPU sistemi durumunda, her iki bilgi işlem cihazı da aynı RAM'i paylaşır ancak bellekteki farklı alanlara erişir.
Bu geleneksel yaklaşım, sistemi verimsiz hale getiren çok sayıda veri hareketi içerir. Bu sorunu çözmek için Apple, Birleşik Bellek Mimarisini kullanır.
Apple Silikonunda Birleşik Bellek Mimarisi Nasıl Çalışır?
Apple, bellek sistemleri söz konusu olduğunda birkaç şeyi farklı yapıyor.
Jenerik sistemler söz konusu olduğunda, RAM, anakart üzerindeki bir soket kullanılarak CPU'ya bağlanır. Bu bağlantı, CPU'ya gönderilen veri miktarını darboğaz haline getirir.
Diğer taraftan, elma silikonu RAM ve SoC'yi monte etmek için aynı alt tabakayı kullanır. RAM, böyle bir mimaride SoC'nin bir parçası olmasa da, Apple, RAM'i SoC'ye bağlamak için bir aracı alt tabaka (Kumaş) kullanır. Aracı, SOC ve RAM arasında bir silikon tabakasından başka bir şey değildir.
Veri aktarımı için kablolara dayanan geleneksel soketlerle karşılaştırıldığında, aracı, RAM'in silikon yollar kullanarak yonga setine bağlanmasına izin verir. Bu, Apple silikon destekli MacBook'ların RAM'lerini doğrudan pakete yerleştirdiği ve bellek ile işlemci arasında veri aktarımını daha hızlı hale getirdiği anlamına gelir. RAM ayrıca verinin gerekli olduğu yere (işlemciler) fiziksel olarak daha yakındır, böylece verilerin ihtiyaç duyulan yere daha erken ulaşmasını sağlar.
RAM'in yonga setine bağlanmasındaki bu farklılıktan dolayı yüksek veri bant genişliklerine erişebilmektedir.
Yukarıda bahsedilen farka ek olarak Apple, CPU ve GPU'nun bellek sistemine erişim şeklini de değiştirdi.
Daha önce açıklandığı gibi, GPU ve CPU, geleneksel ayarlarda farklı bellek havuzlarına sahiptir. Aksine Apple, GPU, CPU ve Neural Engine'in aynı bellek havuzuna erişmesine izin verir. Bu nedenle, verilerin bir bellek sisteminden diğerine aktarılmasına gerek kalmaz, bu da sistemin verimliliğini daha da artırır.
Bellek mimarisindeki tüm bu farklılıklar nedeniyle, Birleşik Bellek Sistemi SoC'ye yüksek veri bant genişliği sunar. Aslında, M1 Ultra 800 GB/sn'lik bir bant genişliği sağlar. Bu bant genişliği, aşağıdakiler gibi yüksek performanslı GPU'larla karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha fazladır. AMD Radeon RX 6800 ve 6800XT512 GB/s bant genişliği sunan.
Bu yüksek bant genişliği, CPU, GPU ve Neural Engine'in nanosaniyeler içinde geniş veri havuzlarına erişmesini sağlar. Ayrıca Apple, şaşırtıcı hızlarda veri sağlamak için M2 serisinde saat hızı 6400 MHz olan LPDDR5 RAM modüllerini kullanır.
Ne Kadar Birleşik Belleğe İhtiyacınız Var?
Artık Birleşik Bellek Mimarisi hakkında temel bir anlayışa sahip olduğumuza göre, bunun ne kadarına ihtiyacınız olduğuna bakabiliriz.
Birleşik Bellek Mimarisi çeşitli avantajlar sunsa da, yine de bazı kusurları vardır. İlk olarak, RAM SoC'ye bağlıdır, böylece kullanıcılar sistemlerindeki RAM'i yükseltemezler. Ayrıca CPU, GPU ve Neural Engine aynı bellek havuzuna erişir. Bu nedenle, sistemin ihtiyaç duyduğu bellek miktarı önemli ölçüde artar.
Dolayısıyla internette gezinen ve bir ton kelime işlemci kullanan biriyseniz 8 GB bellek sizin için yeterli olacaktır. Ancak Adobe Creative Cloud programlarını sık kullanıyorsanız, makinenizde fotoğraf, video ve grafik düzenleme konusunda daha sorunsuz bir deneyime sahip olacağınız için 16 GB'lık varyantı almak daha iyi bir seçenektir.
Çok sayıda derin öğrenme modelini eğitiyorsanız veya tonlarca katman ve 4K çekim içeren video zaman çizelgeleri üzerinde çalışıyorsanız, 128 GB RAM'e sahip M1 Ultra'yı da göz önünde bulundurmalısınız.
Birleşik Bellek Mimarisi Her Şey İçin İyi mi?
Apple silikon üzerindeki Birleşik Bellek Mimarisi, bir bilgisayardaki bellek sistemlerinde birkaç değişiklik yapar. Apple, RAM'in hesaplama birimlerine bağlanma şeklini değiştirmekten bellek mimarisini yeniden tanımlamaya kadar, sistemlerinin verimliliğini artırmak için bellek sistemlerinin tasarlanma şeklini değiştiriyor.
Bununla birlikte, yeni mimari CPU, GPU ve Neural Engine arasında bir yarış koşulu yaratarak sistemin ihtiyaç duyduğu RAM miktarını artırıyor.
