Einheitliche Speicherarchitektur

Die einheitliche Speicherarchitektur (abgekürzt UMA) ist eine Art von Computer-Architektur, die denselben Speicher sowohl für die CPU als auch für die GPU verwendet. Sie wird häufig in Computern mit integrierten Grafikprozessoren sowie in mobilen Geräten wie Smartphones und Tablets eingesetzt.

Computer mit diskreten Grafikprozessoren verfügen über getrennte Speicherbereiche für die CPU und die GPU. Die CPU verwendet den RAM des Hauptsystems, um temporäre Daten für Anwendungen und Prozesse zu speichern, die auf dem Computer ausgeführt werden, während GPUs ihre eigenen integrierten Speicherbereiche mit schnellem VRAM für Bilddaten verwenden. Der PCI-Express-Bus überträgt bei Bedarf Daten zwischen dem RAM des Systems und dem VRAM.

CPUs mit einer integrierten GPU verwenden einen gemeinsamen Speicherbereich für beide Prozessoren, wodurch die Kosten und die Komplexität des Computers verringert werden. Diese Architektur macht den Austausch von Daten zwischen RAM und VRAM überflüssig. In einigen Fällen führt dies zu einer geringeren Leistung, da CPU und GPU über einen Bus auf den Speicher zugreifen müssen, der ansonsten nur die CPU bedienen würde.

Apple führte seine Implementierung einer UMA mit seiner Prozessorserie M1 ein. Da diese Prozessoren den Systemspeicher auf demselben System-on-a-Chip wie die CPU- und GPU-Kerne enthalten, können sie auf den gemeinsamen Speicherbereich mit einer deutlich höheren Bandbreite und einer deutlich geringeren Latenz als andere Implementierungen zugreifen. CPU und GPU müssen Daten nicht von einem Cache in einen anderen verschieben, und die Daten müssen den Chip nie verlassen, um zu einem separaten Speichermodul zu gelangen.