蘋果正在重新考慮筆記本電腦的內部組件應該如何存在和運行。通過在新Mac中使用M1芯片，蘋果電腦擁有了新的“統一內存架構”（Unified Memory Architecture：UMA），它可以顯著提高內存性能，這也是內存在Apple Silicon上的工作方式。

Apple Silicon如何處理RAM

以防您還沒有聽說過該消息，我們重新說一下，Apple在2020年11月發布兩千全新的Mac，包括新款的MacBook Air，MacBook Pro和Mac Mini，這些新設備都使用由Apple定制設計的基于ARM架構的處理器——M1。長期以來，人們一直期待著這種改變，這也是蘋果十年來為iPhone和iPad設計基于ARM處理器的最高潮。

M1是片上系統（SoC），這意味著處理器中不僅有CPU，而且還有其他關鍵組件，包括GPU，I / O控制器，用于AI任務的Apple神經引擎，最重要的是，物理RAM也是封裝中的一部分。需要明確的是，RAM與SoC的基本部分不在同一芯片上。相反，它位于上圖所示的一側。

向SoC添加RAM并不是什么新鮮事。智能手機的SoC可能包含RAM，并且蘋果公司決定至少從2018年開始就將RAM模塊放到一邊。如果您查看iPad Pro 11的iFixit拆解，您會發現RAM也與A12X處理器并排放置。

現在不同的是，這種方法也適用于Mac，這是一種專為繁重的工作量而設計的成熟計算機。

基礎知識：什么是RAM和內存？

RAM代表隨機存取存儲器。它是系統內存的主要組成部分，它是計算機當前正在使用的數據的臨時存儲空間。從運行操作系統所需的文件到您當前正在編輯的電子表格，再到打開的瀏覽器選項卡的內容，都可以是任何東西。

當您決定打開一個文本文件時，您的CPU會收到這些指令以及要使用的程序。然后，CPU獲取這些操作所需的所有數據，并將必要的信息加載到內存中。然后，CPU通過訪問和操縱內存中的內容來管理對該文件所做的更改。

通常，RAM以上圖這些細長棒的形式存在，可插入筆記本電腦或臺式機主板上的專用插槽，如上圖所示。RAM也可以是焊接在母板上的簡單方形或矩形模塊。無論哪種方式，用于PC和Mac的RAM傳統上都是獨立的組件，在主板上有自己的空間。

M1 RAM：分離的室友

因此，物理RAM模塊仍然是單獨的實體，但是它們與處理器位于同一綠色基板上。“大聲吶喊，”我聽到你說。“有什么大不了的？” 好吧，首先，這意味著更快地訪問內存，這不可避免地提高了性能。此外，Apple正在調整系統中內存的使用方式。

蘋果將其方法稱為“統一內存架構”（UMA）。基本思想是M1的RAM是處理器的所有部分都可以訪問的單個內存池。首先，這意味著如果GPU需要更多的系統內存，則可以提高使用率，而SoC的其他部分則可以降低。更好的是，無需為SoC的每個部分分配部分內存，然后在處理器的不同部分的兩個空間之間穿梭數據。相反，GPU，CPU和處理器的其他部分可以在相同的內存地址訪問相同的數據。

要了解為什么這很重要，請想象一下視頻游戲的運行方式。CPU首先接收游戲的所有指令，然后將GPU所需的數據卸載到圖形卡。然后，圖形卡將獲取所有數據，并在其自己的處理器（GPU）和內置RAM中對其進行處理。

即使您具有集成顯卡的處理器，GPU也會像處理器一樣維護自己的內存塊。他們倆都獨立地處理相同的數據，然后在記憶體之間來回穿梭。如果您放棄了來回移動數據的要求，那么很容易看到將所有內容保存在同一虛擬文件柜中如何提高性能。

例如，以下是Apple在官方M1網站上描述其統一內存架構的方式：

“ M1還具有我們的統一內存架構或UMA。M1將其高帶寬，低延遲內存統一到一個自定義封裝中的單個池中。這就使得SoC中的所有技術都可以訪問相同的數據，而無需在多個內存池之間進行復制。這極大地提高了性能和電源效率。影片應用程序更輕松。游戲更加豐富和詳細。圖像處理快如閃電。而且整個系統的響應速度更快。 ”

不僅僅是每個組件都可以在同一位置訪問相同的內存。Chris Mellor在The Register上指出，蘋果在這里使用高帶寬內存。內存距離CPU（和其他組件）更近，訪問速度比通過Socket接口訪問連接到主板的傳統RAM芯片要快。

蘋果并不是第一家嘗試使用統一內存的公司

蘋果并不是第一家提出這個解決方案的公司。例如， 大約六年前，NVIDIA開始為開發人員提供稱為統一內存的硬件和軟件解決方案。

對于NVIDIA，統一內存提供了一個單一的內存位置，“可以從系統中的任何處理器訪問”。在NVIDIA的世界中，就CPU和GPU而言，它們將在相同的位置存儲相同的數據。但是，在后臺，系統正在單獨的CPU和GPU內存之間分頁所需的數據。

據我們所知，Apple沒有采取幕后技術。相反，SoC的每個部分都能夠訪問內存中數據的完全相同的位置。

Apple的UMA的底線是更快地訪問RAM和共享內存池，從而提高了性能，從而消除了將數據移至不同地址的性能損失。
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