Почему объём памяти у MacBook Pro ограничен 16GB

Под звуки фанфар был выпущен MacBook Pro ^[1]. А затем, к разочарованию многих, стало известно самое большое его ограничение: не более 16 Гб памяти для всех моделей.

Реакция общественности была достаточно сильной для того, чтобы на неё ответил сам Фил Шиллер [главный вице-президент Apple по глобальной рекламе]:

Размещение более 16 Гб быстрой памяти в ноутбуке потребовало бы использования системы памяти, потребляющей гораздо больше энергии, и это было бы крайне неэффективно. Надеюсь, что вы обратите внимание на новое поколение MacBook Pro, это невероятная система.

И хотя логика тут ясна, попробуем копнуть глубже.

Используемый чипсет от Intel ^[2]поддерживает следующие типы RAM: DDR3 RAM, Low Power DDR3 RAM (LPDDR) и DDR4 RAM. Однако LPDDR3 работает на частотах не более 1600 Мгц, но Apple использует 2133 Mhz RAM. Как это возможно? Просто существует ещё один стандарт памяти, LPDDR3E (E — улучшенная), которая разгоняется до 2133 Mhz. Все типы памяти DDR3 ограничены объёмом 16 GB.

LPDDR4 не поддерживается CPU от Intel, а другой стандарт, DDR4L, память низкого напряжения, ещё не готов. Так что десктопная память DDR4 была бы единственным шансом для выхода за пределы 16 GB.

Вопрос в следующем: сколько энергии на самом деле экономится при использовании памяти LPDDR3E вместо DDR4, которую можно было бы использовать вместе с тем же самым CPU?

Коротко и грубо – при обычных условиях память использует 1,5 Вт, а при использовании DDR4 она потребляла бы 3-5 Вт. Это было бы 20% от всего потребления системы, в отличие от 10%, используемых LPDDR.

При помощи прекрасных менюшек iStats ^[3]можно подсчитать, нагрузив систему нормальным образом, сколько ампер использует память. А затем подсчитать ватты.

В этом случае используется 1,49 А при 1,2 В = 1,8 Вт мощности. Поскольку MacBook Pro не используют DDR4, протестировать её таким способом не получится. Придётся доверять результатам проверок DDR4 людям из мира PC. Важно отметить, что, несмотря на противоположные заявления, разница в потреблении DDR3 и DDR4 практически незаметна ^[4].

Некоторые замечания по поводу разницы потребления у DDR и LPDDR:

Уменьшение пиковой нагрузки более заметно. С 4 Вт до 6 Вт.
www.tomshardware.com/reviews/lovo-ddr3-power ^[5],2650-7.html

Разница в потреблении энергии между системами, оснащёнными обычной памятью и памятью низкого напряжения, составляют всего 2 Вт в простое и 3 Вт под нагрузкой.
www.xbitlabs.com/articles/memory/display/kingston-lovo-hyperx_3.html#sect1 ^[6]

Хотя в обеих статьях доказывается небольшая разница при использовании памяти LPDRR, указанные сравнения они проводят на более мощных компьютерах, и в некоторых случаях они сравнивали десктопные компьютеры и установленную на них память LPDDR и DDR. В нашем случае важны только голые числа, и они показывают, что DDR использует на 2-3 Вт больше, чем LPDDR.

Абсолютно точные цифры мы не получим, но, в зависимости от использования ноутбука можно прикинуть, что мы экономим от 2 до 5 Вт при использовании LPDDR3E RAM вместо DDR4. И поскольку система в среднем потребляет 20 Вт при обычном использовании, можно сказать, что в этом потреблении память участвует на 2 Вт вместо 3-6 Вт в случае DDR4. В пересчёте на общее использование получается, что на долю памяти приходится 10% энергии, вместо 20-30% в случае с DDR4.

RAM: фоновое потребление памяти

Важно отметить, что прикидки были консервативными, поскольку они не рассматривают то, что в реальности подсчитать трудно: после использования RAM много энергии тратится на переход в режим сна, что приводит к фоновому потребление памяти. В результате происходит уменьшение эффективности, которого не видно на тестах потребления, но считается, что на средней системе этот эффект отнимает до 50% общего потребления при использовании DDR4 RAM, и всего лишь 20% при использовании LPDDR3.

Фоновая энергия DDR4 вносит большой вклад в общее потребление из-за отсутствия режима быстрого перехода в выключенное состояние, что и влияет на экономию энергии.
www.cs.rochester.edu/~ipek/micro15.pdf ^[7] (pdf)

Учитывая, что на 15" машинах используется батарея 75 Вт*ч, можно было сделать батарею на 24% больше, чтобы удовлетворять ограничениям от FAA, и всё равно у них не получилось бы достичь такого же времени работы, какое возможно при использовании LPDDR.

RAM: Потребление в режиме сна

В режиме сна LDDPR RAM использует на 80% меньше энергии, чем DDR RAM. Ребята из Micron, производителя памяти, провели масштабный анализ и опубликовали результаты в очень детальном PDF ^[8], и сделали такой вывод:

Как следует из уравнения, устройство с Mobile DRAM, не использующее PMM, потребляет в среднем в пять раз больше энергии по сравнению с устройством, использующим PMM.

Предыдущий пример показывает подсчёт потребления для конкретного устройства с Mobile DDR SDRAM в конкретных условиях работы. Потребление энергии памятью устройством может очень сильно варьироваться, в зависимости от того, как система организует доступ к памяти и как используются возможности PMM.

PMM – самая мощная из всех возможностей экономии энергии у LPDDR. Ещё одна возможность – консолидация используемой компьютером памяти в как можно меньшее количество физических чипов в режиме сна, так, чтобы оставшиеся можно было полностью отключить.

Учитывая, что память LPDDR делается для мобильных устройств, а DDR RAM – для устройств, подключаемых в розетку, неудивительно, что на спящем ноутбуке при использовании LPDDR RAM энергии тратится на 70%-90% меньше. PDF ^[9].

Apple использует LPDDR уже для нескольких поколений ноутбуков, и частично из-за этого ноутбуки отличаются длительным временем в режиме сна. Переход на DDR4 резко уменьшил бы это время с 30 дней до промежутка длиной менее недели. С DDR4 их ноутбук полностью израсходовал бы всю батарею за несколько дней, если бы вы закрыли его, когда уровень заряда был бы на уровне 50%. Это было бы не только раздражающим фактором, но и вредило бы батареям, поскольку они часто разряжались бы на 100%. Это вредно для аккумуляторов, а иногда это их просто убивает ^[10].

Другие источники информации

По шкале Apple, даже если 0,1% людей страдает от проблемы, её считают масштабным скандалом. Apple получает огромное количество расстроенных потребителей. Если бы Intel решил поддерживать LPDDR4, Apple бы использовала их. В iPhone 7 используется память LPDDR4, поскольку в нём используется собственный процессор от Apple ^[11].

На LinusTechTips ^[12]попытались проанализировать, сколько дополнительной энергии потребуется для поддержки большего объёма памяти, но они сравнивали только 16 Gb DDR4 с 32 Gb DDR4, а это ошибка. Удивительно, но обычно информация с этого ресурса очень качественная.

Сравнение с другими ноутбуками с поддержкой 32 Gb RAM

В последней статье я упоминал, что ограничение FAA помешало бы Apple использовать DDR4 и заставить батарею работать достаточно долго, и в результате получил волну отзывов, где говорят, что если другие производители ноутбуков могли достичь результатов, то могли и Apple. Я прошёлся по ноутбукам с поддержкой более 16 Gb памяти, и, как и следовало ожидать, все они страдают от ограничений жизни батареи.

Dell XPS 15

Единственная разочаровывающая особенность ноутбука – время жизни батареи, выдерживающей только 5 часов 40 минут воспроизведения видео с аккумулятором в 84 Вт*ч. Это очень далеко от рекламных 17 часов. Тут ^[13].

С его мощной графикой и CPU, 15" дисплеем на 4К требуется очень много энергии, чтобы питать всё, что упрятано в его 2-хкилограммовый корпус. В результате в стресс-тесте на аккумулятор Battery Eater его хватило всего лишь на полтора часа.
Но если использовать просмотр видео разрешением 1080р, его хватает почти на 5 часов.
hothardware.com/reviews/dell-xps-15-late-2015-review?page=8 ^[14]

Lenovo Thinkpad p50

В обзоре ^[15]упоминается «эпическое время работы от аккумулятора», однако в спецификациях указано 8 Gb RAM, 4 слота DIMM, максимально – 64 Gb.

Почему же у него было всего 8 Гб? Потому что она занимает только один слот, вместо стандартных двух, что увеличивает время работы от аккумулятора.

В отличие от большинства остальных ноутбуков, ThinkPad P50 способен проработать на одной зарядке целый день. В тесте Laptop Mag Battery Test ноутбук выдержал 8 часов 25 минут веб-сёрфинга по WiFi с ярким дисплеем. Отсюда ^[16].

Простой веб-серфинг даже без переключения между приложениями нисколько не отражает реальное использование профессионального ноутбука. Большая часть памяти вообще не задействована.

Запущенное на повтор видео с 50% яркости 4К дисплея и на 100% громкости крутилось немногим более 5 часов. Чтобы облегчить ноутбук, на ThinkPad P50 Lenovo решили использовать аккумулятор на 60 Вт*ч вместо 96 Вт*ч на P70 или 90 Вт*ч на ZBook. Результат неплохой – такой же, как у Dell или Samsung, но желающих проработать весь день без розетки он разочарует. Отсюда ^[17].

Lenovo ThinkPad T460

Этот ноутбук корректнее сравнивать с продукцией Apple, поскольку он также лёгкий и тонкий. В него установлено 32 Гб RAM, и в большинстве случаев он долго работает от батареи. Но если присмотреться, то видно, что у него очень слабый проц, Intel Core i7-6600U ^[18]всего с 2 ядрами. Такие процессоры используются в мобильных устройствах, а не в серьёзных профессиональных ноутбуках. Так что сравнивать их неправильно.

Личное мнение

Apple делали 17" MacBook Pro, но перестали его выпускать из-за низких продаж. У меня такой был, а я люблю всегда владеть самой мощной машиной из всех доступных. Даже если бы он весил 10 кг и стоил бы $10 К, я бы его всё равно купил. Но я, конечно, не представляю их целевую аудитори…

Рынок проголосовал кошельком, и объёмы более лёгких и тонких ноутбуков повели Apple по этой дорожке.

Чтобы проиллюстрировать мои личные нужды – я недавно рендерил один клип в HD через нейросеть Style app. Из-за ограничения в 16 Gb это заняло несколько дней, и процесс записал 20,44 Тб в своп (да-да, больше 20000 гигабайт). Это всё было бы намного быстрее, если бы у меня было 32 Гб.

Apple никогда не склонялись к компромиссам, и переключение на DDR4 просто из-за поддержки 32 Гб RAM было бы абсурдным, судя по приведённым в статье заключениям. Они скорее бы заменили Intel CPU на свой ARM CPU для поддержки LPDDR4. Кроме того, как прокомментировал сам Фил Шиллер, использование DDR4 потребовало бы по-другому сделать материнскую плату, что могло бы оставить ещё меньше места для аккумуляторов.

Автор: SLY_G

Источник ^[19]