2020 में Apple ने एक साहसिक कदम उठाया; उन्होंने इंटेल को छोड़ दिया और अपने मैकबुक को पावर देने के लिए अपने मालिकाना सिलिकॉन में स्थानांतरित कर दिया। हालाँकि x86 डिज़ाइन भाषा से ARM आर्किटेक्चर की ओर कदम ने कई भौंहें उठाईं, Apple ऐप्पल सिलिकॉन द्वारा संचालित मैकबुक ने हर किसी को गलत साबित कर दिया जब प्रति वाट
कई विशेषज्ञों के अनुसार, एआरएम आर्किटेक्चर में बदलाव प्रदर्शन/वाट में वृद्धि का एक बड़ा कारण था। हालाँकि, नई यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर ने भी नई पीढ़ी के मैकबुक के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
तो, Apple का यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर क्या है, और यह कैसे काम करता है? खैर, आइए जानें।
आपके कंप्यूटर को मेमोरी की आवश्यकता क्यों है?
Apple के यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर में आने से पहले, यह समझना आवश्यक है कि प्राथमिक स्टोरेज सिस्टम जैसे रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) की पहली जगह में आवश्यकता क्यों है।
आप देखते हैं, एक पारंपरिक प्रोसेसर a. के दौरान 4 GHz की घड़ी की गति से चलता है चाल या शक्ति में बढ़ोत्तरी. इस घड़ी की गति पर, एक प्रोसेसर नैनोसेकंड के एक चौथाई में कार्य कर सकता है। हालाँकि, SSDs और HDDs की तरह स्टोरेज ड्राइव, CPU को हर दस मिलीसेकंड में केवल डेटा की आपूर्ति कर सकते हैं - यानी 10 मिलियन नैनोसेकंड। इसका मतलब है कि सीपीयू उस डेटा को संसाधित कर रहा है जिस पर वह काम कर रहा है और सूचना के अगले बैच को प्राप्त कर रहा है, यह बेकार बैठा है।
यह स्पष्ट रूप से दिखाता है कि स्टोरेज ड्राइव प्रोसेसर की गति के अनुरूप नहीं रह सकते हैं। कंप्यूटर इस समस्या का समाधान RAM जैसे प्राइमरी स्टोरेज सिस्टम का उपयोग करके करते हैं। हालाँकि यह मेमोरी सिस्टम डेटा को स्थायी रूप से स्टोर नहीं कर सकता है, यह SSDs की तुलना में बहुत तेज़ है - यह 8.8 नैनोसेकंड में डेटा भेज सकता है: इस समय सबसे तेज़ SSD की तुलना में असीम रूप से तेज़।
यह कम पहुंच समय सीपीयू को तेजी से डेटा प्राप्त करने में सक्षम बनाता है, जिससे यह एसएसडी द्वारा प्रसंस्करण के लिए एक और बैच भेजने की प्रतीक्षा करने के बजाय सूचना के माध्यम से लगातार क्रंच करने की अनुमति देता है।
इस डिज़ाइन आर्किटेक्चर के कारण, स्टोरेज ड्राइव में प्रोग्राम को RAM में ले जाया जाता है और फिर CPU द्वारा CPU रजिस्टरों के माध्यम से एक्सेस किया जाता है। इसलिए, एक तेज़ प्राथमिक स्टोरेज सिस्टम कंप्यूटर के प्रदर्शन में सुधार करता है, और ठीक यही ऐप्पल अपने यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर के साथ कर रहा है।
यह समझना कि पारंपरिक मेमोरी सिस्टम कैसे काम करते हैं
अब जब हम जानते हैं कि RAM की आवश्यकता क्यों है, तो हमें यह समझने की आवश्यकता है कि GPU और CPU इसका उपयोग कैसे करते हैं। हालाँकि GPU और CPU दोनों को डेटा प्रोसेसिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है, CPU को सामान्य-उद्देश्य की गणना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके विपरीत, GPU को विभिन्न कोर पर समान कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। डिज़ाइन में इस अंतर के कारण, GPU इमेज प्रोसेसिंग और रेंडरिंग में अत्यधिक कुशल है।
हालांकि सीपीयू और जीपीयू में अलग-अलग आर्किटेक्चर होते हैं, लेकिन वे डेटा प्राप्त करने के लिए प्राथमिक स्टोरेज सिस्टम पर निर्भर होते हैं। पारंपरिक सिस्टम पर एक समर्पित GPU के साथ दो प्रकार की रैंडम एक्सेस मेमोरी होती है। यह वीआरएएम और सिस्टम रैम है। वीडियो रैम के रूप में भी जाना जाता है, वीआरएएम जीपीयू को डेटा भेजने के लिए जिम्मेदार है, और सिस्टम रैम सीपीयू को डेटा ट्रांसफर करता है।
लेकिन स्मृति प्रबंधन प्रणालियों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए आप एक गेम खेलने के वास्तविक जीवन के उदाहरण को देखें।
जब आप गेम खोलते हैं, तो सीपीयू तस्वीर में आता है, और गेम के लिए प्रोग्राम डेटा सिस्टम रैम में ले जाया जाता है। उसके बाद, CPU डेटा को प्रोसेस करता है और VRAM को भेजता है। GPU तब इस डेटा को संसाधित करता है और इसे CPU के लिए स्क्रीन पर जानकारी प्रदर्शित करने के लिए RAM में वापस भेजता है। एक एकीकृत जीपीयू सिस्टम के मामलों में, दोनों कंप्यूटिंग डिवाइस एक ही रैम साझा करते हैं लेकिन मेमोरी में अलग-अलग रिक्त स्थान तक पहुंचते हैं।
इस पारंपरिक दृष्टिकोण में सिस्टम को अक्षम बनाने के लिए बहुत सारे डेटा आंदोलन शामिल हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, Apple यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर का उपयोग करता है।
Apple सिलिकॉन पर यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर कैसे काम करता है?
जब मेमोरी सिस्टम की बात आती है तो Apple कई चीजें अलग तरीके से करता है।
जेनेरिक सिस्टम के मामले में, RAM मदरबोर्ड पर एक सॉकेट का उपयोग करके CPU से जुड़ा होता है। यह कनेक्शन सीपीयू को भेजे जाने वाले डेटा की मात्रा को बाधित करता है।
दूसरी ओर, सेब सिलिकॉन RAM और SoC को माउंट करने के लिए समान सब्सट्रेट का उपयोग करता है। हालाँकि इस तरह के आर्किटेक्चर में RAM SoC का हिस्सा नहीं है, लेकिन Apple RAM को SoC से जोड़ने के लिए इंटरपोज़र सबस्ट्रेट (फैब्रिक) का उपयोग करता है। इंटरपोजर और कुछ नहीं बल्कि एसओसी और रैम के बीच सिलिकॉन की एक परत है।
पारंपरिक सॉकेट की तुलना में, जो डेटा ट्रांसफर करने के लिए तारों पर निर्भर होते हैं, इंटरपोजर रैम को सिलिकॉन वायस का उपयोग करके चिपसेट से कनेक्ट करने की अनुमति देता है। इसका मतलब है कि Apple सिलिकॉन-संचालित मैकबुक की रैम सीधे पैकेज में बेक हो जाती है, जिससे मेमोरी और प्रोसेसर के बीच डेटा ट्रांसफर करना तेज हो जाता है। RAM भौतिक रूप से उस स्थान के करीब है जहाँ डेटा की आवश्यकता होती है (प्रोसेसर), इस प्रकार डेटा को वह स्थान प्राप्त करने की अनुमति देता है जहाँ इसकी आवश्यकता होती है।
रैम को चिपसेट से जोड़ने में इस अंतर के कारण, यह उच्च डेटा बैंडविड्थ तक पहुंच सकता है।
ऊपर बताए गए अंतर के अलावा, Apple ने यह भी बदल दिया कि CPU और GPU मेमोरी सिस्टम को कैसे एक्सेस करते हैं।
जैसा कि पहले बताया गया है, पारंपरिक सेटिंग्स में GPU और CPU के अलग-अलग मेमोरी पूल होते हैं। इसके विपरीत, Apple GPU, CPU और तंत्रिका इंजन को समान मेमोरी पूल तक पहुँचने की अनुमति देता है। इसके कारण, डेटा को एक मेमोरी सिस्टम से दूसरे मेमोरी सिस्टम में स्थानांतरित करने की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे सिस्टम की दक्षता में और सुधार होता है।
मेमोरी आर्किटेक्चर में इन सभी अंतरों के कारण, यूनिफाइड मेमोरी सिस्टम SoC को उच्च डेटा बैंडविड्थ प्रदान करता है। वास्तव में, एम1 अल्ट्रा 800 जीबी/एस की बैंडविड्थ प्रदान करता है। जैसे उच्च-प्रदर्शन वाले GPU की तुलना में यह बैंडविड्थ काफी अधिक है AMD Radeon RX 6800 और 6800XT, जो 512 GB/s की बैंडविड्थ प्रदान करता है।
यह उच्च बैंडविड्थ सीपीयू, जीपीयू और न्यूरल इंजन को नैनोसेकंड में विशाल डेटा पूल तक पहुंचने में सक्षम बनाता है। इसके अलावा, Apple आश्चर्यजनक गति से डेटा की आपूर्ति के लिए M2 श्रृंखला में 6400 मेगाहर्ट्ज पर देखे गए LPDDR5 रैम मॉड्यूल का उपयोग करता है।
आपको कितनी एकीकृत मेमोरी की आवश्यकता है?
अब जब हमें यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर की बुनियादी समझ है, तो हम देख सकते हैं कि आपको इसकी कितनी आवश्यकता है।
हालांकि यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर कई फायदे प्रदान करता है, फिर भी इसमें कुछ खामियां हैं। सबसे पहले, RAM SoC से जुड़ा है, इसलिए उपयोगकर्ता अपने सिस्टम पर RAM को अपग्रेड नहीं कर सकते हैं। इसके अलावा, सीपीयू, जीपीयू और न्यूरल इंजन एक ही मेमोरी पूल तक पहुंचते हैं। इसके कारण, सिस्टम द्वारा आवश्यक मेमोरी की मात्रा काफी बढ़ जाती है।
इसलिए, यदि आप ऐसे व्यक्ति हैं जो इंटरनेट पर सर्फ करते हैं और एक टन वर्ड प्रोसेसर का उपयोग करते हैं, तो आपके लिए 8 जीबी मेमोरी पर्याप्त होगी। लेकिन अगर आप अक्सर एडोब क्रिएटिव क्लाउड प्रोग्राम का उपयोग करते हैं, तो 16 जीबी संस्करण प्राप्त करना एक बेहतर विकल्प है क्योंकि आपको अपनी मशीन पर फोटो, वीडियो और ग्राफिक्स को संपादित करने का आसान अनुभव होगा।
यदि आप कई गहन शिक्षण मॉडल का प्रशिक्षण दे रहे हैं या ढेर सारी परतों और 4K फ़ुटेज के साथ वीडियो टाइमलाइन पर काम कर रहे हैं, तो आपको 128 GB RAM के साथ M1 अल्ट्रा पर भी विचार करना चाहिए।
क्या यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर सभी के लिए अच्छा है?
Apple सिलिकॉन पर यूनिफाइड मेमोरी आर्किटेक्चर कंप्यूटर पर मेमोरी सिस्टम में कई बदलाव करता है। मेमोरी आर्किटेक्चर को फिर से परिभाषित करने के लिए रैम को कम्प्यूटेशनल इकाइयों से कैसे जोड़ा जाता है, इसे बदलने से, Apple बदल रहा है कि कैसे मेमोरी सिस्टम को उनके सिस्टम की दक्षता में सुधार करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
उस ने कहा, नया आर्किटेक्चर सीपीयू, जीपीयू और न्यूरल इंजन के बीच एक दौड़ की स्थिति बनाता है, जिससे सिस्टम को रैम की मात्रा बढ़ जाती है।