蘋果申請多層混合內存系統專利，可能暗示其未來芯片設計方向

richard · 發表於 2021-1-28 12:28:55

近日，蘋果申請了一個關於混合內存系統的新專利，該內存系統至少包括兩種類型的內存：高帶寬低密度類型的 DRAM 和低帶寬高密度類型的 DRAM。

據 TomsHardware 了解，蘋果已經花了很大的力氣和財力在眾多司法管轄區申請這項新技術，包括歐洲專利局（EP）、美國、中國、台灣和日本在內，意味著未來可以在全球範圍內的蘋果產品中使用，而且有可能是不同類型的芯片都可以使用。

隨著 M1 處理器的發布，蘋果已從英特爾芯片轉移到了完全定制的 SoC 上。新的設計集成了各種部件，包括了 ARM 架構的 CPU 和定制的 GPU。無論 CPU 還是 GPU 都需要良好的內存訪問性能，現階段蘋果已找到不錯的解決方案，可以使 CPU 和 GPU 都訪問相同的內存，就是所謂的 UMA（統一內存訪問）。

不過這種方式會有一個瓶頸，因為 CPU 和 GPU 共享帶寬和總內存容量，在某些情況下會使其中一方沒有使用的空間，就會影響到性能了。

HBM2 和 HBM2E 類型的內存提供非常高的帶寬，但是價格高昂，並且用戶無法升級。另外使用傳統 GDDR 類型的顯存構建具有足夠帶寬用於高性能 GPU 的大容量顯存系統並非總是可行。為了結合兩個方面的優勢，蘋果已經為混合型內存系統申請了專利，該系統就像 HBM 和傳統的 DRAM 的結合。

在蘋果看來，這種通過使用兩種類型的 DRAM 組成存儲系統，其中一種可以針對帶寬進行優化，而另一種可以針對容量進行優化，某些時候甚至可以同時實現帶寬增加和容量增加的目標，實現能效改進。蘋果認為這是一種高效節能的存儲解決方案，同時具有高性能和高帶寬。

該專利主要涵蓋了幾種混合存儲系統的各種實現方式，包括使用多種技術互連的高速緩存 DRAM 和主 DRAM，不過沒有涵蓋操作系統或軟體如何使用混合內存系統的問題。

類似的混合內存技術也並非蘋果獨有，英特爾已經可以使普通的 DDR4 SDRAM 以及 Optane Memory（3D XPoint）模塊一起使用，基本上支持混合內存子系統。同時下一代代號為 Sapphire Rapids 的至強處理器也將支持 HBM，看起來和蘋果的這項專利在技術上更相似。

蘋果的這項專利是在 2016 年提交的，很可能在 M1 SoC 的後續產品中看到使用這項技術的產品。

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