苹果正在重新思考笔记本电脑内部的组件应该如何存在和运行。在新的mac中使用M1芯片，苹果有了一个新的“统一内存架构”（Unified Memory Architecture，UMA），大大提高了内存性能。以下是内存在苹果硅上的工作原理。

苹果硅如何处理ram

如果你还没听说这个消息，苹果公司在2020年11月宣布推出新一代Mac电脑。新款macbookair、macbookpro和macmini都使用了苹果公司定制的基于ARM的处理器M1。这一变化早在人们的预料之中，也是苹果公司为iPhone和iPad设计基于ARM处理器十年的**。

M1是片上系统（SoC），这意味着处理器内部不仅有一个CPU，还有其他关键部件，包括GPU、I/O控制器、苹果用于AI任务的神经引擎，最重要的是，对于我们来说，物理RAM是同一个包的一部分。很明显，RAM和SoC的基本部件不在同一个硅上。相反，它坐在一边，如上图所示。

向SoC中添加RAM并不是什么新鲜事。智能**soc可以包含RAM，而苹果将RAM模块放在一旁的决定，至少从2018年起，我们就已经从苹果身上看到了这一点。如果你看一下ipadpro11的iFixit拆卸，你会发现内存位于A12X处理器旁边。

现在不同的是，这种方法也出现在Mac上，这是一种为更重的工作负载而设计的成熟计算机。

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什么是ram和内存(ram and memory)？

RAM代表随机存取存储器。它是系统内存的主要组成部分，系统内存是一个临时存储空间，用于存储计算机当前正在使用的数据。这可以是任何内容，从运行操作系统所需的文件到当前正在编辑的电子表格，再到打开的浏览器选项卡的内容。

当您决定打开一个文本文件时，您的CPU将接收这些指令以及要使用的程序。然后，CPU获取这些操作所需的所有数据，并将必要的信息加载到内存中。然后，CPU通过访问和操作内存中的内容来管理对文件所做的更改。

通常，RAM是以这些长而细的棒的形式存在的，这些棒适合放在笔记本电脑或台式机主板上的专用插槽中，如上图所示。RAM也可以是焊接在主板上的简单方形或矩形模块。不管怎样，PC和Mac的RAM传统上都是一个独立的组件，在主板上有自己的空间。

m1：离散室友

因此，物理RAM模块仍然是独立的实体，但它们与处理器位于同一个绿色基板上。“大吼，”我听见你在说。“有什么大不了的？“首先，这意味着更快地访问内存，这必然会提高性能。此外，苹果还在调整系统内存的使用方式。

苹果称其方法为“统一内存架构”（UMA）。基本思想是M1的RAM是一个单一的内存池，处理器的所有部分都可以访问。首先，这意味着如果GPU需要更多的系统内存，它可以提高使用率，而SoC的其他部分则会降低。更好的是，不需要为SoC的每个部分划出内存部分，然后在处理器的不同部分的两个空间之间交换数据。相反，GPU、CPU和处理器的其他部分可以在相同的内存地址访问相同的数据。

要了解这一点的重要性，请想象一下视频游戏的运行方式。CPU首先接收游戏的所有指令，然后将GPU需要的数据卸载到图形卡。然后，图形卡获取所有数据，并在自己的处理器（GPU）和内置RAM中对其进行处理。

即使你有一个集成了图形的处理器，GPU通常也会像处理器一样维护自己的内存块。它们都独立处理相同的数据，然后在各自的内存区域之间来回传递结果。如果您放弃了来回移动数据的要求，那么很容易看出将所有内容保存在同一个虚拟文件柜中如何提高性能。

例如，以下是苹果在M1官方网站上对其统一内存架构的描述：

“M1 also features our unified memory architecture, or UMA. M1 unifies its high‑bandwidth, low‑latency memory into a single pool within a custom package. As a result, all of the technologies in the SoC can access the same data without copying it between multiple pools of memory. This dramatically improves performance and power efficiency. Video apps are snappier. Games are richer and more detailed. Image processing is lightning fast. And your entire system is more resp***ive.”

不仅仅是每个组件可以在同一个地方访问同一个内存。正如克里斯·梅勒（Chris Mellor）在注册表上指出的那样，苹果正在使用高带宽内存。内存更接近CPU（和其他组件），访问速度比通过插座接口连接到主板的传统RAM芯片要快。

苹果并不是第一家尝试统一内存的公司

苹果并不是第一家解决这个问题的公司。例如，NVIDIA大约在六年前就开始为开发者提供一种称为统一内存的硬件和软件解决方案。

对于NVIDIA来说，统一内存提供了一个单一的内存位置，可以“从系统中的任何处理器访问”。在NVIDIA的世界里，就CPU和GPU而言，它们将在同一个位置处理相同的数据。然而，在幕后，系统在单独的CPU和GPU内存之间分页所需的数据。

据我们所知，苹果并没有采用幕后技术。相反，SoC的每个部分能够访问存储器中数据的完全相同的位置。

苹果UMA的底线是更快地访问RAM和一个共享内存池，消除了将数据移动到不同地址的性能损失，从而提高了性能。

你需要多少公羊？

苹果的解决方案并不全是阳光和幸福。由于M1的RAM模块集成得如此之深，所以您不能在购买后对其进行升级。如果你选择8GB的MacBook Air，以后就不会增加该设备的RAM了。公平地说，升级RAM已经有一段时间不能在MacBook上做了。这是以前的Mac Minis可以做到的，但新的M1版本不行。

第一台M1-Mac最高支持16GB，你可以得到一台8GB或16GB内存的M1-Mac，但你不能得到更多。它不再仅仅是把RAM模块**插槽的问题。

你需要多少公羊？当我们谈论Windows pc时，一般的建议是8GB对于基本的计算任务已经足够了。游戏玩家最好把这个数字提高到16GB，而“prosumer”的活动可能需要加倍才能完成编辑大型高分辨率视频文件等任务。

同样，对于m1mac，8GB的基本型号应该足够大多数人使用了。事实上，它甚至可以涵盖最核心的日常使用。不过，这很难说，因为我们看到的大多数基准都是在推动CPU或GPU的合成基准中使用M1来完成任务的。

真正重要的是M1-Mac如何处理同时打开多个程序和大量浏览器选项卡的问题。请注意，这不仅仅是测试硬件，因为软件优化可以在很大程度上提高这种性能，这就是为什么人们如此关注能够真正推动硬件的基准测试。然而，最后，我们猜想大多数人只是想看看新mac如何处理“真实世界”的使用。

Stephen Hall在9to5Mac上看到了一个8GB内存的M1 MacBook Air的令人印象深刻的结果。为了让笔记本电脑开始步履蹒跚，他不得不打开一个带有24个网站标签的Safari窗口，另外6个Safari窗口播放2160p视频，并在后台运行Spotify。他还拍了一张截图。霍尔说：“直到那时，电脑才最终停了下来。”。

在TechCrunch上，Matthew Panazarino更进一步推出了一款M1 MacBook Pro，支持16GB内存。他在Safari中打开了400个标签（加上他还打开了一些其他程序），它运行得很好，没有任何问题。有趣的是，他用铬做了同样的实验，但铬却熄火了。但是，他说，尽管谷歌浏览器存在问题，系统的其他部分仍然表现良好。事实上，在测试过程中，他甚至注意到笔记本电脑一度使用交换空间，性能没有明显下降。

当你的电脑内存耗尽时，它会将可用的SSD或硬盘驱动器存储作为一个临时内存池。这可能会暴露出性能的明显放缓，尽管M1 mac似乎没有。

这些只是日常的偶然体验，不是正式的测试。不过，它们很可能代表了人们对日常密集使用的期望，考虑到内存的调整方法，8GB的RAM对于大多数不打开数百个浏览器选项卡的人来说应该是不错的。

然而，如果你发现自己在编辑大的、高达数千兆字节的图像或视频文件的同时，还浏览了几十个标签页，并在后台通过外部显示器播放电影，那么也许选择16GB型号是更好的选择。

这并不是苹果第一次重新考虑Mac系统并采用新的架构。

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