什么是RAM和内存?
苹果正在重新考虑笔记本电脑的内部组件应该如何存在和运行。通过在新mac中使用m1芯片，苹果电脑拥有了新的“统一内存架构”（unified memory architecture：uma），它可以显着提高内存性能，这也是内存在apple silicon上的工作方式。
apple silicon如何处理ram
以防您还没有听说过该消息，我们重新说一下，apple在2020年11月发布两千全新的mac，包括新款的macbook air，macbook pro和mac mini，这些新设备都使用由apple定制设计的基于arm架构的处理器——m1。长期以来，人们一直期待着这种改变，这也是苹果十年来为iphone和ipad设计基于arm处理器的最高潮。
m1是片上系统（soc），这意味着处理器中不仅有cpu，而且还有其他关键组件，包括gpu，i / o控制器，用于ai任务的apple神经引擎，最重要的是，物理ram也是封装中的一部分。需要明确的是，ram与soc的基本部分不在同一芯片上。相反，它位于上图所示的一侧。
向soc添加ram并不是什么新鲜事。智能手机的soc可能包含ram，并且苹果公司决定至少从2018年开始就将ram模块放到一边。如果您查看ipad pro 11的ifixit拆解，您会发现ram也与a12x处理器并排放置。
现在不同的是，这种方法也适用于mac，这是一种专为繁重的工作量而设计的成熟计算机。
基础知识：什么是ram和内存？
ram代表随机存取存储器。它是系统内存的主要组成部分，它是计算机当前正在使用的数据的临时存储空间。从运行操作系统所需的文件到您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，都可以是任何东西。
当您决定打开一个文本文件时，您的cpu会收到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通过访问和操纵内存中的内容来管理对该文件所做的更改。
通常，ram以上图这些细长棒的形式存在，可插入笔记本电脑或台式机主板上的专用插槽，如上图所示。ram也可以是焊接在母板上的简单方形或矩形模块。无论哪种方式，用于pc和mac的ram传统上都是独立的组件，在主板上有自己的空间。
m1 ram：分离的室友
因此，物理ram模块仍然是单独的实体，但是它们与处理器位于同一绿色基板上。“大声呐喊，”我听到你说。“有什么大不了的？” 好吧，首先，这意味着更快地访问内存，这不可避免地提高了性能。此外，apple正在调整系统中内存的使用方式。
苹果将其方法称为“统一内存架构”（uma）。基本思想是m1的ram是处理器的所有部分都可以访问的单个内存池。首先，这意味着如果gpu需要更多的系统内存，则可以提高使用率，而soc的其他部分则可以降低。更好的是，无需为soc的每个部分分配部分内存，然后在处理器的不同部分的两个空间之间穿梭数据。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。
要了解为什么这很重要，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所需的数据卸载到图形卡。然后，图形卡将获取所有数据，并在其自己的处理器（gpu）和内置ram中对其进行处理。
即使您具有集成显卡的处理器，gpu也会像处理器一样维护自己的内存块。他们俩都独立地处理相同的数据，然后在记忆体之间来回穿梭。如果您放弃了来回移动数据的要求，那么很容易看到将所有内容保存在同一虚拟文件柜中如何提高性能。
例如，以下是apple在官方m1网站上描述其统一内存架构的方式：
“ m1还具有我们的统一内存架构或uma。m1将其高带宽，低延迟内存统一到一个自定义封装中的单个池中。这就使得soc中的所有技术都可以访问相同的数据，而无需在多个内存池之间进行复制。这极大地提高了性能和电源效率。影片应用程序更轻松。游戏更加丰富和详细。图像处理快如闪电。而且整个系统的响应速度更快。 ”
不仅仅是每个组件都可以在同一位置访问相同的内存。chris mellor在the register上指出，苹果在这里使用高带宽内存。内存距离cpu（和其他组件）更近，访问速度比通过socket接口访问连接到主板的传统ram芯片要快。
苹果并不是第一家尝试使用统一内存的公司
苹果并不是第一家提出这个解决方案的公司。例如， 大约六年前，nvidia开始为开发人员提供称为统一内存的硬件和软件解决方案。
对于nvidia，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的世界中，就cpu和gpu而言，它们将在相同的位置存储相同的数据。但是，在后台，系统正在单独的cpu和gpu内存之间分页所需的数据。
据我们所知，apple没有采取幕后技术。相反，soc的每个部分都能够访问内存中数据的完全相同的位置。
apple的uma的底线是更快地访问ram和共享内存池，从而提高了性能，从而消除了将数据移至不同地址的性能损失。
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apple silicon如何处理ram
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m1是片上系统（soc），这意味着处理器中不仅有cpu，而且还有其他关键组件，包括gpu，i / o控制器，用于ai任务的apple神经引擎，最重要的是，物理ram也是封装中的一部分。需要明确的是，ram与soc的基本部分不在同一芯片上。相反，它位于上图所示的一侧。
向soc添加ram并不是什么新鲜事。智能手机的soc可能包含ram，并且苹果公司决定至少从2018年开始就将ram模块放到一边。如果您查看ipad pro 11的ifixit拆解，您会发现ram也与a12x处理器并排放置。
现在不同的是，这种方法也适用于mac，这是一种专为繁重的工作量而设计的成熟计算机。
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ram代表随机存取存储器。它是系统内存的主要组成部分，它是计算机当前正在使用的数据的临时存储空间。从运行操作系统所需的文件到您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，都可以是任何东西。
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通常，ram以上图这些细长棒的形式存在，可插入笔记本电脑或台式机主板上的专用插槽，如上图所示。ram也可以是焊接在母板上的简单方形或矩形模块。无论哪种方式，用于pc和mac的ram传统上都是独立的组件，在主板上有自己的空间。
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因此，物理ram模块仍然是单独的实体，但是它们与处理器位于同一绿色基板上。“大声呐喊，”我听到你说。“有什么大不了的？” 好吧，首先，这意味着更快地访问内存，这不可避免地提高了性能。此外，apple正在调整系统中内存的使用方式。
苹果将其方法称为“统一内存架构”（uma）。基本思想是m1的ram是处理器的所有部分都可以访问的单个内存池。首先，这意味着如果gpu需要更多的系统内存，则可以提高使用率，而soc的其他部分则可以降低。更好的是，无需为soc的每个部分分配部分内存，然后在处理器的不同部分的两个空间之间穿梭数据。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。
要了解为什么这很重要，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所需的数据卸载到图形卡。然后，图形卡将获取所有数据，并在其自己的处理器（gpu）和内置ram中对其进行处理。
即使您具有集成显卡的处理器，gpu也会像处理器一样维护自己的内存块。他们俩都独立地处理相同的数据，然后在记忆体之间来回穿梭。如果您放弃了来回移动数据的要求，那么很容易看到将所有内容保存在同一虚拟文件柜中如何提高性能。
例如，以下是apple在官方m1网站上描述其统一内存架构的方式：
“ m1还具有我们的统一内存架构或uma。m1将其高带宽，低延迟内存统一到一个自定义封装中的单个池中。这就使得soc中的所有技术都可以访问相同的数据，而无需在多个内存池之间进行复制。这极大地提高了性能和电源效率。影片应用程序更轻松。游戏更加丰富和详细。图像处理快如闪电。而且整个系统的响应速度更快。 ”
不仅仅是每个组件都可以在同一位置访问相同的内存。chris mellor在the register上指出，苹果在这里使用高带宽内存。内存距离cpu（和其他组件）更近，访问速度比通过socket接口访问连接到主板的传统ram芯片要快。
苹果并不是第一家尝试使用统一内存的公司
苹果并不是第一家提出这个解决方案的公司。例如， 大约六年前，nvidia开始为开发人员提供称为统一内存的硬件和软件解决方案。
对于nvidia，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的世界中，就cpu和gpu而言，它们将在相同的位置存储相同的数据。但是，在后台，系统正在单独的cpu和gpu内存之间分页所需的数据。
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