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Apple, un brevetto offre uno sguardo al possibile futuro dei suoi chip

Apple ha brevettato un sottosistema di memoria ibrido che comprende almeno due tipi di memoria: un tipo di DRAM a bassa densità e larghezza di banda elevata e un tipo di DRAM ad alta densità e larghezza di banda ridotta. Molto probabilmente, si tratta di tecnologie che il gigante di Cupertino utilizzerà nei suoi futuri SoC, ma non possiamo escludere che possano essere impiegate in altri chip. Ricordiamo che i brevetti non sempre si concretizzano in prodotti disponibili sul mercato, ma sembra che Apple abbia sostenuto grosse spese per brevettare questa nuova tecnica in una vasta gamma di giurisdizioni in tutto il mondo, il che implica che la compagnia ci stia puntando davvero molto.

Brevetto Apple

Il passaggio di Apple ai suoi SoC M1 dalle CPU Intel e dalle GPU dedicate di AMD è significativo in quanto cambia in modo significativo l’architettura di sistema dei suoi Mac. Le CPU e le GPU dedicate hanno i propri sottosistemi di memoria, mentre i SoC di solito si basano su un’architettura di memoria unificata. UMA (Unified Memory Architecture) possiede numerosi vantaggi rispetto ai sottosistemi di memoria dedicati, ma anche un importante svantaggio: in un sistema UMA, la CPU e la GPU devono condividere la capacità di memoria e la larghezza di banda, cosa che può influire sulle prestazioni in determinati scenari.

I tipi di memoria HBM2 e HBM2E forniscono una larghezza di banda molto elevata, ma costano e consumano molto, e non possono essere aggiornati dall’utente finale. Al contrario, la creazione di un sottosistema di memoria ad alta capacità con larghezza di banda sufficiente per una GPU di fascia alta utilizzando la memoria convenzionale o di tipo GDDR non è sempre fattibile. Nel tentativo di combinare il meglio dei due mondi, Apple ha brevettato un sottosistema di memoria ibrido che combina tipi di DRAM tipo HBM e di tipo DDR. Il brevetto, che risponde al nome di “sistema di memoria che combina memorie ad alta densità e bassa larghezza di banda ad altre a bassa densità e alta larghezza di banda“, descrive vari SoC che utilizzano cache DRAM ad alta larghezza di banda e DRAM principali ad alta capacità. Il brevetto copre rigorosamente System-On-Chip, quindi tutte le DRAM dovrebbero essere saldate sul substrato o sulla scheda madre, proprio come i chip LPDDR4X che Apple utilizza sul suo M1. L’architettura descritta in questo stesso brevetto indica che Apple non prevede l’utilizzo di moduli di memoria standard, almeno con alcuni dei suoi sottosistemi di memoria ibrida.

Brevetto Apple

Il brevetto copre principalmente varie implementazioni fisiche di diversi sottosistemi di memoria ibrida costituiti da cache DRAM e DRAM principale interconnesse utilizzando numerose tecnologie. Tuttavia, non viene specificato come i sistemi operativi o il software potrebbero trarre vantaggio da una tale tecnologia. I sottosistemi di memoria ibrida di Apple sembrano certamente molto interessanti, ma è improbabile che questo tipo di tecnologia ibrida sarà un’esclusiva dell’azienda. Infatti, i moderni processori scalabili Intel Xeon possono funzionare sia con le convenzionali SDRAM DDR4 che con i moduli Optane Memory (3D XPoint), supportando essenzialmente un sottosistema di memoria ibrido. Anche i processori Intel Xeon Scalable di nuova generazione, nome in codice Sapphire Rapids, supporteranno le HBM, quindi il loro sottosistema di memoria ibrida sarà probabilmente simile a quello brevettato da Apple.

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