蘋果正在重新思考膝上型電腦內部的元件應該如何存在和執行。在新的mac中使用M1晶片，蘋果有了一個新的“統一記憶體架構”（Unified Memory Architecture，UMA），大大提高了記憶體效能。以下是記憶體在蘋果矽上的工作原理。

蘋果矽如何處理ram

如果你還沒聽說這個訊息，蘋果公司在2020年11月宣佈推出新一代Mac電腦。新款macbookair、macbookpro和macmini都使用了蘋果公司定製的基於ARM的處理器M1。這一變化早在人們的預料之中，也是蘋果公司為iPhone和iPad設計基於ARM處理器十年的**。

M1是片上系統（SoC），這意味著處理器內部不僅有一個CPU，還有其他關鍵部件，包括GPU、I/O控制器、蘋果用於AI任務的神經引擎，最重要的是，對於我們來說，物理RAM是同一個包的一部分。很明顯，RAM和SoC的基本部件不在同一個矽上。相反，它坐在一邊，如上圖所示。

向SoC中新增RAM並不是什麼新鮮事。智慧**soc可以包含RAM，而蘋果將RAM模組放在一旁的決定，至少從2018年起，我們就已經從蘋果身上看到了這一點。如果你看一下ipadpro11的iFixit拆卸，你會發現記憶體位於A12X處理器旁邊。

現在不同的是，這種方法也出現在Mac上，這是一種為更重的工作負載而設計的成熟計算機。

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什麼是ram和記憶體(ram and memory)？

RAM代表隨機存取儲存器。它是系統記憶體的主要組成部分，系統記憶體是一個臨時儲存空間，用於儲存計算機當前正在使用的資料。這可以是任何內容，從執行作業系統所需的檔案到當前正在編輯的電子表格，再到開啟的瀏覽器選項卡的內容。

當您決定開啟一個文字檔案時，您的CPU將接收這些指令以及要使用的程式。然後，CPU獲取這些操作所需的所有資料，並將必要的資訊載入到記憶體中。然後，CPU透過訪問和操作記憶體中的內容來管理對檔案所做的更改。

通常，RAM是以這些長而細的棒的形式存在的，這些棒適合放在膝上型電腦或桌上型電腦主機板上的專用插槽中，如上圖所示。RAM也可以是焊接在主機板上的簡單方形或矩形模組。不管怎樣，PC和Mac的RAM傳統上都是一個獨立的元件，在主機板上有自己的空間。

m1：離散室友

因此，物理RAM模組仍然是獨立的實體，但它們與處理器位於同一個綠色基板上。“大吼，”我聽見你在說。“有什麼大不了的？“首先，這意味著更快地訪問記憶體，這必然會提高效能。此外，蘋果還在調整系統記憶體的使用方式。

蘋果稱其方法為“統一記憶體架構”（UMA）。基本思想是M1的RAM是一個單一的記憶體池，處理器的所有部分都可以訪問。首先，這意味著如果GPU需要更多的系統記憶體，它可以提高使用率，而SoC的其他部分則會降低。更好的是，不需要為SoC的每個部分劃出記憶體部分，然後在處理器的不同部分的兩個空間之間交換資料。相反，GPU、CPU和處理器的其他部分可以在相同的記憶體地址訪問相同的資料。

要了解這一點的重要性，請想象一下影片遊戲的執行方式。CPU首先接收遊戲的所有指令，然後將GPU需要的資料解除安裝到圖形卡。然後，圖形卡獲取所有資料，並在自己的處理器（GPU）和內建RAM中對其進行處理。

即使你有一個集成了圖形的處理器，GPU通常也會像處理器一樣維護自己的記憶體塊。它們都獨立處理相同的資料，然後在各自的記憶體區域之間來回傳遞結果。如果您放棄了來回移動資料的要求，那麼很容易看出將所有內容儲存在同一個虛擬檔案櫃中如何提高效能。

例如，以下是蘋果在M1官方網站上對其統一記憶體架構的描述：

“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.”

不僅僅是每個元件可以在同一個地方訪問同一個記憶體。正如克里斯·梅勒（Chris Mellor）在登錄檔上指出的那樣，蘋果正在使用高頻寬記憶體。記憶體更接近CPU（和其他元件），訪問速度比透過插座介面連線到主機板的傳統RAM晶片要快。

蘋果並不是第一家嘗試統一記憶體的公司

蘋果並不是第一家解決這個問題的公司。例如，NVIDIA大約在六年前就開始為開發者提供一種稱為統一記憶體的硬體和軟體解決方案。

對於NVIDIA來說，統一記憶體提供了一個單一的記憶體位置，可以“從系統中的任何處理器訪問”。在NVIDIA的世界裡，就CPU和GPU而言，它們將在同一個位置處理相同的資料。然而，在幕後，系統在單獨的CPU和GPU記憶體之間分頁所需的資料。

據我們所知，蘋果並沒有採用幕後技術。相反，SoC的每個部分能夠訪問儲存器中資料的完全相同的位置。

蘋果UMA的底線是更快地訪問RAM和一個共享記憶體池，消除了將資料移動到不同地址的效能損失，從而提高了效能。

你需要多少公羊？

蘋果的解決方案並不全是陽光和幸福。由於M1的RAM模組整合得如此之深，所以您不能在購買後對其進行升級。如果你選擇8GB的MacBook Air，以後就不會增加該裝置的RAM了。公平地說，升級RAM已經有一段時間不能在MacBook上做了。這是以前的Mac Minis可以做到的，但新的M1版本不行。

第一臺M1-Mac最高支援16GB，你可以得到一臺8GB或16GB記憶體的M1-Mac，但你不能得到更多。它不再僅僅是把RAM模組**插槽的問題。

你需要多少公羊？當我們談論Windows pc時，一般的建議是8GB對於基本的計算任務已經足夠了。遊戲玩家最好把這個數字提高到16GB，而“prosumer”的活動可能需要加倍才能完成編輯大型高解析度影片檔案等任務。

同樣，對於m1mac，8GB的基本型號應該足夠大多數人使用了。事實上，它甚至可以涵蓋最核心的日常使用。不過，這很難說，因為我們看到的大多數基準都是在推動CPU或GPU的合成基準中使用M1來完成任務的。

真正重要的是M1-Mac如何處理同時開啟多個程式和大量瀏覽器選項卡的問題。請注意，這不僅僅是測試硬體，因為軟體最佳化可以在很大程度上提高這種效能，這就是為什麼人們如此關注能夠真正推動硬體的基準測試。然而，最後，我們猜想大多數人只是想看看新mac如何處理“真實世界”的使用。

Stephen Hall在9to5Mac上看到了一個8GB記憶體的M1 MacBook Air的令人印象深刻的結果。為了讓膝上型電腦開始步履蹣跚，他不得不開啟一個帶有24個網站標籤的Safari視窗，另外6個Safari視窗播放2160p影片，並在後臺執行Spotify。他還拍了一張截圖。霍爾說：“直到那時，電腦才最終停了下來。”。

在TechCrunch上，Matthew Panazarino更進一步推出了一款M1 MacBook Pro，支援16GB記憶體。他在Safari中打開了400個標籤（加上他還打開了一些其他程式），它執行得很好，沒有任何問題。有趣的是，他用鉻做了同樣的實驗，但鉻卻熄火了。但是，他說，儘管谷歌瀏覽器存在問題，系統的其他部分仍然表現良好。事實上，在測試過程中，他甚至注意到膝上型電腦一度使用交換空間，效能沒有明顯下降。

當你的電腦記憶體耗盡時，它會將可用的SSD或硬碟驅動器儲存作為一個臨時記憶體池。這可能會暴露出效能的明顯放緩，儘管M1 mac似乎沒有。

這些只是日常的偶然體驗，不是正式的測試。不過，它們很可能代表了人們對日常密集使用的期望，考慮到記憶體的調整方法，8GB的RAM對於大多數不開啟數百個瀏覽器選項卡的人來說應該是不錯的。

然而，如果你發現自己在編輯大的、高達數千兆位元組的影象或影片檔案的同時，還瀏覽了幾十個標籤頁，並在後臺透過外部顯示器播放電影，那麼也許選擇16GB型號是更好的選擇。

這並不是蘋果第一次重新考慮Mac系統並採用新的架構。

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