Apple은 노트북 내부에 구성 요소가 존재하고 작동하는 방식을 재고하고 있습니다. 새로운 Mac의 M1 칩과 함께 Apple은 메모리 성능을 극적으로 가속화하는 새로운 “UMA(통합 메모리 아키텍처)”를 제공합니다. Apple Silicon에서 메모리가 작동하는 방식은 다음과 같습니다.
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Apple Silicon이 RAM을 처리하는 방법
아직 소식을 듣지 못한 경우를 대비하여 Apple은 2020년 11월에 새로운 Mac을 발표했습니다. 새로운 MacBook Air, MacBook Pro 및 Mac Mini 모델은 M1이라고 하는 Apple이 맞춤 설계한 ARM 기반 프로세서를 사용하고 있습니다. 이러한 변화는 오랫동안 예상되었으며 Apple이 iPhone 및 iPad용 ARM 기반 프로세서를 설계한 10년의 정점입니다.
M1은 SoC(System on Chip)입니다. 즉, 프로세서 내부에 CPU만 있는 것이 아니라 GPU, I/O 컨트롤러, AI 작업을 위한 Apple의 Neural Engine, 우리의 목적을 위해 물리적 RAM은 동일한 패키지의 일부입니다. 분명히 말해서 RAM은 SoC의 기본 부품과 동일한 실리콘에 있지 않습니다. 대신 위 사진처럼 옆으로 눕습니다.
SoC에 RAM을 추가하는 것은 새로운 것이 아닙니다. 스마트폰 SoC에는 RAM이 포함될 수 있으며, RAM 모듈을 옆으로 치우려는 Apple의 결정은 우리가 적어도 2018년부터 회사에서 보아온 것입니다. 이것을 보면 iPad Pro 11용 iFixit 분해, A12X 프로세서가 있는 측면에 RAM이 있는 것을 볼 수 있습니다.
지금과 다른 점은 이 접근 방식이 더 많은 작업 부하를 위해 설계된 본격적인 컴퓨터인 Mac에도 적용된다는 것입니다.
기본 사항: RAM과 메모리란 무엇입니까?
RAM은 랜덤 액세스 메모리를 나타냅니다. 시스템 메모리의 주요 구성 요소로, 컴퓨터가 현재 사용하고 있는 데이터의 임시 저장 공간입니다. 이것은 운영 체제를 실행하는 데 필요한 파일에서 현재 편집 중인 스프레드시트, 열려 있는 브라우저 탭의 내용에 이르기까지 무엇이든 될 수 있습니다.
텍스트 파일을 열기로 결정하면 CPU는 이러한 명령과 사용할 프로그램을 받습니다. 그런 다음 CPU는 이러한 작업에 필요한 모든 데이터를 가져와 필요한 정보를 메모리에 로드합니다. 그런 다음 CPU는 메모리에 있는 내용에 액세스하고 조작하여 파일의 변경 사항을 관리합니다.
일반적으로 RAM은 위의 그림과 같이 랩톱 또는 데스크탑 마더보드의 특수 슬롯에 맞는 길고 얇은 스틱 형태로 존재합니다. RAM은 또한 단순한 정사각형 또는 마더보드에 납땜된 직사각형 모듈. 어느 쪽이든, PC 및 Mac용 RAM은 전통적으로 마더보드에 자체 공간이 있는 개별 구성 요소였습니다.
M1 RAM: 개별 룸메이트
따라서 물리적 RAM 모듈은 여전히 별도의 개체이지만 프로세서와 동일한 녹색 기판에 있습니다. “큰 소리로요.”라고 말하는 소리가 들립니다. “큰일이 뭐예요?” 음, 우선, 이것은 메모리에 대한 더 빠른 액세스를 의미하므로 필연적으로 성능이 향상됩니다. 또한 Apple은 시스템 내에서 메모리가 사용되는 방식을 조정하고 있습니다.
Apple은 이러한 접근 방식을 UMA(통합 메모리 아키텍처)라고 부릅니다. 기본 아이디어는 M1의 RAM이 프로세서의 모든 부분이 액세스할 수 있는 단일 메모리 풀이라는 것입니다. 첫째, GPU가 더 많은 시스템 메모리를 필요로 하는 경우 SoC의 다른 부분이 감소하는 동안 사용량을 증가시킬 수 있음을 의미합니다. 더 좋은 점은 SoC의 각 부분에 대해 메모리 부분을 분할한 다음 프로세서의 다른 부분에 대해 두 공간 사이에서 데이터를 이동할 필요가 없다는 것입니다. 대신 GPU, CPU 및 프로세서의 다른 부분은 동일한 메모리 주소에서 동일한 데이터에 액세스할 수 있습니다.
이것이 왜 중요한지 알아보려면 비디오 게임이 실행되는 방식을 대략적으로 상상해 보십시오. CPU는 먼저 게임에 대한 모든 명령을 받은 다음 GPU에 필요한 데이터를 그래픽 카드로 오프로드합니다. 그런 다음 그래픽 카드는 모든 데이터를 가져와 자체 프로세서(GPU) 및 내장 RAM 내에서 작업합니다.
통합 그래픽이 있는 프로세서가 있더라도 GPU는 일반적으로 프로세서와 마찬가지로 자체 메모리 청크를 유지합니다. 둘 다 동일한 데이터에 대해 독립적으로 작업한 다음 메모리 영역 간에 결과를 주고받습니다. 데이터를 앞뒤로 이동해야 하는 요구 사항을 중단하면 모든 항목을 동일한 가상 파일 캐비닛에 보관하면 성능이 향상될 수 있음을 쉽게 알 수 있습니다.
예를 들어 다음은 Apple이 통합 메모리 아키텍처를 설명하는 방법입니다. M1 공식 홈페이지:
“M1은 또한 우리의 통합 메모리 아키텍처(UMA)를 특징으로 합니다. M1은 고대역폭, 저지연 메모리를 맞춤형 패키지 내의 단일 풀로 통합합니다. 결과적으로 SoC의 모든 기술은 여러 메모리 풀 간에 데이터를 복사하지 않고도 동일한 데이터에 액세스할 수 있습니다. 이것은 성능과 전력 효율성을 극적으로 향상시킵니다. 비디오 앱이 더 빠릅니다. 게임이 더 풍부하고 상세합니다. 이미지 처리는 번개처럼 빠릅니다. 그리고 전체 시스템의 응답성이 향상됩니다.”
그리고 모든 구성 요소가 같은 장소에서 같은 메모리에 액세스할 수 있는 것은 아닙니다. 크리스 멜러가 지적했듯이 레지스터, Apple은 여기서 고대역폭 메모리를 사용하고 있습니다. 메모리는 CPU(및 기타 구성 요소)에 더 가깝고 소켓 인터페이스를 통해 마더보드에 연결된 기존 RAM 칩에 액세스하는 것보다 액세스 속도가 빠릅니다.
Apple은 통합 메모리를 시도한 최초의 회사가 아닙니다.
회사의 통합 메모리 기능 초기의 NVIDIA 다이어그램.
Apple이 이 문제에 접근한 최초의 회사는 아닙니다. 예를 들어 NVIDIA는 개발자에게 다음과 같은 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 제공하기 시작했습니다. 통합 메모리 약 6년 전.
NVIDIA의 경우 통합 메모리는 “시스템의 모든 프로세서에서 액세스할 수 있는” 단일 메모리 위치를 제공합니다. NVIDIA의 세계에서는 CPU와 GPU에 관한 한 동일한 데이터에 대해 동일한 위치로 이동합니다. 그러나 배후에서 시스템은 별도의 CPU와 GPU 메모리 간에 필요한 데이터를 페이징하고 있습니다.
우리가 아는 한, Apple은 배후 기술을 사용하는 접근 방식을 취하지 않습니다. 대신 SoC의 각 부분은 메모리의 데이터에 대해 정확히 동일한 위치에 액세스할 수 있습니다.
Apple의 UMA의 결론은 RAM에 대한 더 빠른 액세스와 데이터를 다른 주소로 이동할 때 성능 저하를 제거하는 공유 메모리 풀에서 더 나은 성능을 제공한다는 것입니다.
얼마나 많은 RAM이 필요합니까?
Apple의 솔루션은 햇빛과 행복이 전부가 아닙니다. M1에는 RAM 모듈이 너무 깊이 통합되어 있으므로 구매 후 업그레이드할 수 없습니다. 8GB MacBook Air를 선택하면 나중에 해당 기기의 RAM이 증가하지 않습니다. 공정하게 말하자면, RAM을 업그레이드하는 것은 한동안 MacBook에서 할 수 있는 일이 아니었습니다. 이전 Mac Mini에서는 할 수 있었지만 새로운 M1 버전에서는 할 수 없었습니다.
첫 번째 M1 Mac의 최고 용량은 16GB입니다. 8GB 또는 16GB 메모리가 있는 M1 Mac을 얻을 수 있지만 그 이상은 얻을 수 없습니다. 더 이상 RAM 모듈을 슬롯에 고정하는 문제가 아닙니다.
그래서 얼마나 많은 RAM이 필요합니까? Windows PC에 대해 이야기할 때 일반적인 조언은 8GB가 기본 컴퓨팅 작업에 충분하다는 것입니다. 게이머는 최대 16GB로 늘리는 것이 좋으며 “프로슈머” 활동은 고해상도 대용량 비디오 파일 편집과 같은 작업을 위해 다시 두 배로 증가해야 합니다.
마찬가지로 M1 Mac의 경우 8GB의 기본 모델이면 대부분의 사람들에게 충분합니다. 사실, 그것은 일상적인 사용의 가장 하드코어한 것까지도 다룰 수 있습니다. 그러나 우리가 본 대부분의 벤치마크가 CPU 또는 GPU를 밀어내는 합성 벤치마크에서 M1을 사용하기 때문에 말하기 어렵습니다.
정말 중요한 것은 M1 Mac이 여러 프로그램과 많은 브라우저 탭을 한 번에 열어 두는 것을 얼마나 잘 처리하는지입니다. 이것은 단지 하드웨어를 테스트하는 것이 아닙니다. 소프트웨어 최적화는 이러한 종류의 성능을 향상시키는 데 큰 도움이 될 수 있습니다. 이것이 하드웨어를 실제로 밀어붙일 수 있는 벤치마크에 초점을 맞춘 이유입니다. 그러나 결국 대부분의 사람들은 새로운 Mac이 “실제” 사용을 처리하는 방법을 보고 싶어할 것입니다.
9to5 Mac에서 스티븐 홀 오버 8GB RAM이 장착된 M1 MacBook Air에서 인상적인 결과를 얻었습니다. 랩탑이 흔들리기 시작하려면 24개의 웹사이트 탭이 있는 하나의 Safari 창, 2160p 비디오를 재생하는 다른 6개의 Safari 창, 백그라운드에서 실행 중인 Spotify가 있어야 했습니다. 그는 또한 스크린 샷을 찍었습니다. 홀은 “그제서야 컴퓨터가 마침내 멈췄다”고 말했다.
TechCrunch에서 Matthew Panazarino는 더 나아가 16GB RAM을 탑재한 M1 MacBook Pro. 그는 Safari에서 400개의 탭을 열었고(그는 몇 가지 다른 프로그램을 열어 두었다) 문제 없이 잘 실행되었습니다. 흥미롭게도 그는 Chrome으로 동일한 실험을 시도했지만 Chrome은 실패했습니다. 그러나 나머지 시스템은 Google 브라우저 문제에도 불구하고 계속해서 잘 작동했다고 그는 말했습니다. 사실, 테스트하는 동안 그는 노트북이 한 지점에서 스왑 공간을 사용하는 것으로 나타났지만 눈에 띄는 성능 저하가 없었습니다.
PC에 RAM이 부족하면 사용 가능한 SSD 또는 하드 드라이브 스토리지를 임시 메모리 풀로 분할합니다. 이것은 M1 Mac이 아닌 것처럼 보이지만 성능이 눈에 띄게 느려질 수 있음을 의미합니다.
이는 공식적인 테스트가 아니라 일상적인 경험일 뿐입니다. 그럼에도 불구하고 일상적인 사용에 대해 예상되는 것을 대표할 수 있으며 메모리에 대한 조정된 접근 방식을 감안할 때 수백 개의 브라우저 탭을 열지 않는 대부분의 사람들에게 8GB RAM은 충분할 것입니다.
그러나 수십 기가바이트의 대용량 이미지나 비디오 파일을 편집하면서 동시에 외부 모니터에서 수십 개의 탭을 탐색하고 배경에서 영화를 스트리밍하는 경우에는 16GB 모델을 선택하는 것이 더 나은 선택일 것입니다.
Apple이 Mac 시스템을 재고하고 새로운 아키텍처로 전환한 것은 이번이 처음이 아닙니다.