抛砖引玉讨论一下 m1 最多支持 16g 内存是否够（操作系统+计算机体系机构）

没看发布会之前，随手看了下 tech spec，m1 只支持 16g 内存，第一感觉内存不够用。

因为自己从一开始的 8g 一下跳到 64g 后感觉就回不去了。。。

看了发布会后，感觉自己有点杞人忧天了。随便记录一下自己的想法说的不对欢迎指正（涉及一些操作系统+计算机体系机构的知识，因为本科的东西了，特别体系机构这些可能也有记错）

m1 芯片最大的性能优势，应该就是把所有其他内存以及其他性能相关 (enclave, image and ml/neural....)的 alu 都集成到芯片上去了。这样使得 datapath 和 controlpath 能够更快的响应对应的 ISA （对比之前需要 ISA 去走计算机的“物理”内存）
要知道，现在的操作系统都是虚拟内存了，也就是说即使你现在没那么多内存，操作系统的内核也可以将一部分内存地址 swapping 到 disk 里去用。再简单点说就是即使你只有 4g 内存，只要你的硬盘空间够，你的操作系统也能继续跑你的那些应用（很多人说内存不够 crash 是因为你磁盘空间不够），只是你那些应用的速度会变很慢（因为此时已经是对磁盘的读取而不是内存）

所以，回到 m1 的 air 和 mini，我感觉 16g 内存确实还真的够了。理由：

前面说了，因为内存连 4g 都能跑系统，真正影响的是你的读写速度和体验。但是，因为 m1 芯片前面已经把很多该需要的 alu 都已经集成到芯片里去了，也就是说即使出现虚拟内存不够的情况，需要从 swapping 虚拟内存地址到 disk 里，速度也之前用 intel 时候的时候更快，因为没有那些相应优化过的 alu
apple 官方说的性能比之前的各种更快，我估计应该是对比同样内存大小的 air 或者 mac-mini 做的比较。这里很大一部分性能的提升应该都是在 m1 的 I/O 上，他们做 benchmark 的时候，应该也做了超出内存的 benchmark，也就是即使出现内存不足读写磁盘，也比之前更快。当然这也很大程度因为更快的固态硬盘和更好的 controlpath （发布会里也提了这点）

唯一的不足估计就是 arm 下的生态了，那这个确实苹果没办法，只能等了。

所以结论 m1 确实很香，想要完美体验，就等 m2 吧 😂

secondwtq

2020-11-11 20:10:43 +08:00

我现在最好奇的不是坚果 M1 这个芯片到底咋样，而是楼主体系结构的老师是哪位大神，我觉得他 /她的学术观点一定会很有意思。

不过我可以确定的是，计算机处理的数据并非无源之水，楼主体系结构老师的观点也不是。
从一只鸽子的视角来看，计算机处理数据的流程大概是输入 => 处理 => 输出。在主流的体系结构中（包括 ARM ），数据可以存储在寄存器、主存或外部设备里，而 ISA 是管理这整个过程的接口。也就是说，写程序的思路和把大象放进冰箱里是差不多的，分三步，第一步是把大象啊，啊不是，把数据从冰箱里，啊不是，从某个地方（寄存器、主存或外部设备里）取出来，然后处理数据，然后再把处理好的数据放到另外的某个地方去。在计算机高速不断把大象放进冰箱，即处理数据的过程中，这三步中的每一步都会影响处理的性能。

现在你有 32 位的数据需要处理，处理的速度和处理器运算性能是差不多的。
现在你有 32KiB 的数据需要处理，处理的速度不会高于 L1 缓存的带宽。
现在你有 320KiB 的数据需要处理，处理的速度不会高于 L2 缓存的带宽。
现在你有 32MiB 的数据需要处理，处理的速度不会高于 L3 缓存的带宽。
现在你有 320MiB 的数据需要处理，处理的速度不会高于主存的带宽。
现在你有 32GiB 的数据需要处理，处理的速度不会高于存储设备的带宽。
数据量越大，处理器核心流水线之外的限制就越严重，因为处理器在上百万的周期中一直闲着思考人生，和刷 V 站的网友一样，不知道该做些什么。

现在楼主说好像苹果又改变世界了，好像现在不需要走主存了，我圣·蒂姆·库珂·玛丽亚直接就可以凭空生成耶稣 ... 啊不大象 ... 啊不数据 ... 然后凭空就想出了宇宙的真理，但是最后被 V 站野蛮的网友钉在了十字架上 ...

真是悲伤的故事。