Công Nghệ Dynamic Caching: Đột Phá Của Apple

Dynamic Caching là một tính năng cho phép các chip M3 chỉ sử dụng lượng bộ nhớ chính xác mà một tác vụ cụ thể cần đến.

Vậy Dynamic Caching là gì?

Dưới đây là cách Apple mô tả nó trong thông cáo báo chí chính thức: "Dynamic Caching, không giống như các GPU truyền thống, phân bổ việc sử dụng bộ nhớ cục bộ trong phần cứng theo thời gian thực. Với Dynamic Caching, biết chính xác lượng bộ nhớ cần sử dụng, tối ưu hóa việc phân bổ bộ nhớ cho các tác vụ, đồng thời tối ưu hóa hoạt động của ứng dụng, tiết kiệm tài nguyên một cách triệt để và hiệu quả.” 

Đây là lần đầu tiên trong ngành, điều này minh bạch với các nhà phát triển và là nền tảng của kiến trúc GPU mới. Nó tăng cường đáng kể việc sử dụng trung bình của GPU, từ đó tăng hiệu suất đáng kể cho các ứng dụng và trò chơi chuyên nghiệp yêu cầu cao.

Cách hoạt động của Dynamic Catching

Để cố gắng hiểu Dynamic Caching, chúng ta cần xem xét cách các GPU hoạt động. Không giống như CPU, GPU xuất sắc trong việc xử lý khối lượng công việc lớn song song. Những khối lượng công việc này được gọi là shader, là các chương trình mà GPU thực thi. Để sử dụng hiệu quả một GPU, các chương trình cần thực thi một lượng lớn shader cùng lúc. Bạn muốn sử dụng càng nhiều lõi có sẵn càng tốt.

Điều này dẫn đến một hiệu ứng mà Nvidia gọi là "đuôi". Một loạt shader thực thi cùng lúc, sau đó có sự giảm sử dụng trong khi nhiều shader khác được gửi để thực thi trên các luồng (hoặc chính xác hơn, các khối luồng trên GPU). Hiệu ứng này được phản ánh trong bài thuyết trình của Apple khi họ giải thích Dynamic Caching, vì việc sử dụng GPU tăng vọt trước khi giảm xuống.

Vậy điều này ảnh hưởng thế nào đến bộ nhớ? Các chức năng trên GPU của bạn đọc các lệnh từ bộ nhớ và ghi kết quả của chức năng vào bộ nhớ. Nhiều chức năng cũng sẽ cần truy cập bộ nhớ nhiều lần trong khi thực thi. Không giống như CPU, nơi độ trễ bộ nhớ thông qua RAM và bộ nhớ đệm rất quan trọng do mức độ song song thấp, độ trễ bộ nhớ trên GPU dễ dàng che giấu hơn. Đây là các bộ xử lý song song cao, nên nếu một số chức năng đang tìm kiếm trong bộ nhớ, những chức năng khác có thể đang thực thi.

Điều này hoạt động khi tất cả các shader đều dễ thực thi, nhưng các khối lượng công việc đòi hỏi sẽ có các shader rất phức tạp. Khi các shader này được lên lịch thực thi, bộ nhớ cần thiết để thực thi chúng sẽ được phân bổ, ngay cả khi không cần thiết. GPU đang phân chia nhiều tài nguyên của mình cho một tác vụ phức tạp, ngay cả khi những tài nguyên đó sẽ bị lãng phí. Dường như Dynamic Caching là nỗ lực của Apple để sử dụng hiệu quả hơn các tài nguyên có sẵn cho GPU, đảm bảo rằng các tác vụ phức tạp này chỉ lấy những gì chúng cần.

Lý thuyết là điều này sẽ tăng cường sử dụng trung bình của GPU bằng cách cho phép nhiều tác vụ thực thi cùng lúc, thay vì một tập hợp nhỏ các tác vụ đòi hỏi chiếm hết tất cả các tài nguyên có sẵn của GPU. Giải thích của Apple tập trung vào bộ nhớ trước tiên, khiến cho có vẻ như việc phân bổ bộ nhớ một mình tăng hiệu suất.

Dường như Apple đang nhắm đến loại phân nhánh này với Dynamic Caching, cho phép GPU chỉ sử dụng các tài nguyên cần thiết thay vì để chúng bị lãng phí. Tính năng này có thể có tác động đến các lĩnh vực khác, nhưng không rõ ràng khi nào và nơi nào Dynamic Caching sẽ có hiệu lực trong khi GPU thực thi các tác vụ của mình.