Apple 的統一內存架構首先為採用 Apple Silicon M1 芯片的 Mac 帶來了變化。硬件在架構上有明顯的優勢——這對消費者來說既有好處也有壞處。原因如下。
Apple 的統一內存架構 (UMA) 於 6 月發布。 2020 年以及新的 Apple Silicon CPU。與更傳統的內存方法相比，UMA 具有許多優點，代表著性能和尺寸方面的革命。
在傳統的台式機和筆記本電腦設計中，稱為 RAM 的主系統內存位於與 CPU 和 GPU 分開的系統總線上。
通常需要總線控制器，它在CPU需要數據時使用中斷來自主系統內存。中斷是計算機不同部分在執行任務時用來暫停系統其他部分的硬件信號。
中斷會導致系統處理延遲。
例如，每次CPU需要訪問內存中的數據或者每次需要刷新屏幕時，就會產生中斷，系統暫停，任務完成。任務完成後，系統恢復常規處理。
直接內存訪問（DMA）後來被引入，但由於主板尺寸和距離的原因，RAM 訪問仍然會很慢。 DMA 是一些計算機子系統可以獨立於 CPU 訪問內存的概念。
在 DMA 中，CPU 啟動內存傳輸，然後執行其他工作。當 DMA 操作完成時，內存控制器會生成一個中斷，向 CPU 發出數據已準備就緒的信號。
RAM 訪問只是傳統計算機體系結構中的一種中斷類型。一般來說，總線和中斷越多，計算機上的性能瓶頸就越多。
片上系統
圖形處理單元 (GPU) 和遊戲機長期以來通過將組件集成到單個芯片中來消除總線和中斷來解決這個問題。例如，GPU 通常在芯片上連接有自己的 RAM，這可以加快處理速度並實現更快的圖形處理。
這種片上系統 (SoC) 設計是系統和 CPU 設計的新趨勢，因為它既提高了速度，又減少了組件數量，從而降低了產品的總體成本。
它還允許系統變得更小。智能手機長期以來一直使用 SoC 設計來減小尺寸並節省功耗，例如蘋果自己的 iPhone ARM SoC。
索尼的 PlayStation 2 是第一款配備集成 SoC（稱為情感引擎）的消費類游戲機它將十多個傳統組件和子系統集成到單個芯片上。
Apple 的 M1 和 M2 基於 ARM 的芯片設計類似。它們本質上是一種 SoC 設計，將 CPU、GPU、主 RAM 和其他組件集成到單個芯片中。
通過這種設計，CPU 不必通過內存總線訪問 RAM 內容，而是將 RAM 直接連接到 CPU。當 CPU 需要在 RAM 中存儲或檢索數據時，它只需直接進入 RAM 芯片即可。
通過此更改，不再有總線中斷。
這種設計消除了 RAM 總線瓶頸，從而極大地改善了性能表現。例如，M1 Max 提供 400GB/秒的內存吞吐量，接近索尼 PlayStation 5 等現代遊戲機的吞吐量。
SoC 集成是 M1 和 M2 系列 CPU 如此出色的主要原因之一快速-以及為什麼現代遊戲機遊戲級圖形終於來到 Mac 上。
這就是為什麼 macOS 在幾十年來感覺有點彈性之後終於感覺敏捷且反應靈敏。
SoC 還大大降低了功耗和熱量，這使其成為筆記本電腦、手機、平板電腦和其他便攜式設備的理想選擇。更少的熱量還意味著組件的使用壽命更長，並且隨著時間的推移，材料降解更少。
熱量會隨著時間的推移影響系統性能，因為它會慢慢削弱組件中所含材料的性能，從而導致性能略有下降。這就是為什麼非常舊的計算機似乎隨著時間的推移而“變慢”的原因之一，也是故障的一個重要原因。
正如電子電氣領域的說法，“熱量是電子產品的敵人”。
帶有集成 RAM 的 Apple M1 CPU。
Apple Silicon 中集成內存的缺點
雖然 Apple 的 SoC 設計已被證明比其傳統設計有了巨大改進，但也存在一些缺點。
第一個也是最明顯的一個是升級-由於系統 RAM 包含在 CPU 本身中，因此以後無法升級 RAM，除非更換 CPU-對於現代表面貼裝設備（SMD）焊接技術，您可能不想這樣做。
早期的 Mac 型號具有 RAM DIMM（雙列直插內存模塊）組或內存“棒”，可以換入和換出更大尺寸的內存以升級內存。
對於 Apple Silicon，這種選擇就消失了，因為 RAM 芯片本身是製造到 CPU 中的。當您購買 Apple Silicon Mac 時，您只能選擇最初訂購的 RAM 大小。
另一個缺點是，如果 RAM 或 CPU 出現故障，則整個系統都會失敗。不能只更換一個部件，必須全部更換。
現代 Mac 主板非常小，大部分採用 SMD 元件。在大多數情況下，更換整個設備或購買一台新 Mac 會更便宜、更快。
SoC 的另一個同樣明顯的缺點是，使用集成 GPU 意味著以後無法升級 Mac 的顯卡以獲得更快或更大的版本。隨著 Apple 放棄對 Apple Silicon 中外部 Thunderbolt GPU 擴展盒的支持，甚至外部 GPU 擴展也不再是一種選擇。
當然，所有這一切意味著現代 Mac 變得越來越像“電器”，而不是我們傳統上認為的計算機。
總的來說，這是一件好事。
這意味著您每隔幾年就會想購買一台新的 Mac，但性能的改進使這種升級路徑變得值得。與蘋果舊的基於英特爾的傳統架構相比，Apple Silicon在性能方面是一場徹底的革命。
隨著系統變得越來越小，設備也變得越來越小。筆記本電腦將變得更薄、更輕，電池壽命將繼續延長——即使性能隨著時間的推移而提高。
幾年後，毫無疑問，蘋果將在 Apple Silicon 上取得足夠的進步，以至於新的 Mac 會讓成本變得物有所值。時間就是金錢，使用 Apple Silicon 在現代 Mac 上完成的工作量遠遠超過升級成本。
您可以在 Apple 開發者網站上閱讀有關 Apple Silicon 的更多技術細節。
