有没有一种可能，做出来512g内存的计算机，这样就不需要外存了，那os这门课是不是内容可以少点？ 第1页

题主的设想还可以更大胆点，512GB内存？瞧谁不起呢，现在的平台能支持的内存已经来到PB级了哦~^[1]

（tips：1PB = 1024TB）

看了下这个问题比较新都没啥人答，大晚上的睡不着就抛砖引个玉。

如 @Naoki 所言，内存和磁盘的区别是什么？速度是一方面，还一方面是volatility，易失性。

简单来说，就是你拔了电内存里的东西就没了，但磁盘里的东西还有的。所以任你内存再大，没有non-volatile的介质也是白搭的（总不能一拔电你的系统、数据文件都全删了吧）。

那么我来预判下题主的下一个问题（假如还在知乎上问的话）：

有没有一种可能，我们造出来一种介质，具有内存的访问特性和速度，但又是non-volatile的，做出来512g这种介质的计算机 这样就不需要外存了，那os这门课是不是内容可以少点？

好吧，这其实是三个问题，简短地回答就是：

（1）有没有这种介质：有，被称为Persistent Memory或者Non-volatile Memory（不是什么名不见经传的小作坊哦，是intel生产的），而且已经commercial avaliable了，这一点 @Naoki 也提到了。

（2）是不是就不需要外存（磁盘）了：可以，这也是现在的研究热点

（3）os课的内容是不是可以少点：很可惜，会更多。

知乎上关于PM（NVM、非易失存储）的讨论现在还比较少，而我现在的研究方向跟这个有关，下面就想到哪说到哪了，看见的权当图个乐，有错误也请指正~

先大体描述下PM的特点，即 “What is PM？”

如上所述，Persistent Memory既non-volatile，又“具有内存的访问特性和速度”。non-volatile很好理解，就掉电不丢呗，“具有内存的速度”也好理解，反正就贼拉的快就完了，什么ssd都靠边站，可什么叫“具有内存的访问特性”呢？

这就可以引申出一个问题，如果一种ssd特别特别快，那它是不是也可以称之为PM设备呢，毕竟ssd也是non-volatile的。

不行，因为ssd是非byte-addressable的。

翻译成人话就是，ssd只能以block为单位访问，不能“我只要访问某几个字节”。

而上面提到的真正的PM，是字节可寻址，也即byte-addressable的。

不像其他高速设备那样走PCIE总线，这种byte-addressability使得它也被插在内存总线上，像内存一样可以直接通过CPU的load/store指令访问。

这样一来，你就可以扔掉那块怎么看怎么不顺眼的SSD/HDD，在你心爱的主板上插上那么1TB的PM，开机运行了~（开个玩笑

其实现在PM还是比较贵的，而且只能在特定的平台上跑（因为内存控制器、外围io等等也要相应地支持）。我们实验室前段时间购入了一套intel的PM主板+1TB的PM，就是intel在售的intel Optane DC PM，十几万就进去了，所以一般人（家境贫寒）还是不太能接触不到这类产品的。

好，既然只用PM扔掉磁盘是可行的，那这个PM到底性能怎么样呢？

我这里引一下HeMem^[2]SOSP' 21和Spitfire^[3]SIGMOD'21里的数据

可以从latency、bandwith、price三个角度来看

从latency的角度，NVM和DRAM其实已经很相近了，起码已经控制在大一个数量级以内了，而SSD虽然不像HDD那样毫秒级那么夸张，但仍然也要μs级，这就奔着两三个数量级去了。

这是个什么概念呢？假如LLC发生miss，访问一次DRAM的latency约70-80ns，对3Ghz左右主频的CPU，这就意味着200-300个CPU cycle，对NVM就是400-1200个CPU cycle，而SSD的page fault（注意这只是传输第一个字节的latency）就是30000+个CPU cycle。

latency对随机访存的性能至关重要，从这一点上NVM已经算是合格了。

大容量访问的带宽，虽然在随机写的bandwidth上NVM比较拉跨，但在顺序读、顺序写、随机读方面，SSD相比NVM还是不够看的。

当然，越快的设备单位GB就越贵，从这一点上大容量存储SSD还是占优势的。

这就引出来了NVM的一个potential：更高的集成密度。

DRAM集成密度上不去的一个原因是高密度复刷带来的散热压力，印象中最近DDR5内存才有单条128G的新闻出来，但可能还要专门给内存上弄个风扇散热（笑）。而NVM是non-volatile、不需要复刷的，所以没有散热压力，单条128GB起步跟玩儿一样。对于memory footprint比较大（数百GB）的application，很明显NVM是具有极大潜力的。

从研究的角度，NVM也给操作系统、文件存储栈带来很大的可能，这两年系统、存储领域NVM真的非常热，比如纯基于NVM的文件系统（NOVA^[4]FAST'16）、NVM与磁盘组成的存储系统（Ziggurat^[5]FAST'19）、用NVM加速kernel的anonymous page cache（HeMem^[2]SOSP'21）、也有用NVM来做kernel的file-backed page cache的（FR^[6]USENIX ATC'21），甚至18年的Linux kernel 4.18就已经支持用NVM给文件系统作writeback cache了（19年intel才真的推出第一款commercial的NVM产品）

所以os课的内容不会变少，反而也要开始拥抱新的一级存储层次了~

参考

1. ^ Frank T. Hady, Annie P. Foong, Bryan Veal, and Dan Williams. 2017. Platform Storage Performance With 3D XPoint Technology. Proc. IEEE 105, 9 (2017).
2. ^ ^{a b} Amanda Raybuck, Tim Stamler, Wei Zhang, Mattan Erez, and Simon Peter. 2021. HeMem: Scalable Tiered Memory Management for Big Data Applications and Real NVM. In Proceedings of the ACM SIGOPS 28th Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '21). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 392–407. DOI:https://doi.org/10.1145/3477132.3483550
3. ^ Xinjing Zhou, Joy Arulraj, Andrew Pavlo, and David Cohen. 2021. Spitfire: A Three-Tier Buffer Manager for Volatile and Non-Volatile Memory. Proceedings of the 2021 International Conference on Management of Data. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2195–2207. DOI:https://doi.org/10.1145/3448016.3452819
4. ^ Jian Xu and Steven Swanson. 2016. NOVA: a log-structured file system for hybrid volatile/non-volatile main memories. In Proceedings of the 14th Usenix Conference on File and Storage Technologies (FAST'16). USENIX Association, USA, 323–338.
5. ^ Shengan Zheng, Morteza Hoseinzadeh, and Steven Swanson. Ziggurat: A Tiered File System for NonVolatile Main Memories and Disks. In Proceedings of the USENIX Conference on File and Storage Technologies (FAST), 2019.
6. ^ Hyunsub Song, et al. "First Responder: Persistent Memory Simultaneously as High Performance Buffer Cache and Storage." 2021 USENIX Annual Technical Conference (USENIX ATC 21). USENIX Association, 2021.

有没有一种可能，现在已经有了512g内存的计算机

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4月9日更新

给刚来的同学指南一下，回答本身不是重点，重点是评论区这个979楼的评论

大致内容是一位正在码操作系统的大佬对我等民科的谆谆教育。

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感谢

@sxc

邀请。非常非常感谢。

为了防止邀请我的sxc老师撤销邀请，我不得不截图。

@朱峰女士，你的答案，为了防止你进行修改，我已经截图了。没错，如你问题当中所说，礼貌是不是软弱？

当然不是。

我自问是一个普通人，在知乎得到关注多，也只是因为我勤勤恳恳，一个字一个字写得多，仅此而已。

我去咕咚网之前，当过记者，做过公关，我也不是什么名校毕业，但是我深深知道，原创是品德，是节操。做记者，报道要如实，要客观，要中立，要还原事情的本来面目。

我为什么要在微信群“红包体育”里面和你抬杠，为什么要质问你，想必你已经不记得了，然而我记得清清楚楚。

我不关注你的微信号，那是有非常重要的原因的。朱峰女士，你说你没做过亏心事，那么想必在你看来，未经他人许可引用、转载他人原创的内容，不算是亏心事了。

你不记得的事情，我一点一点帮你回忆起来吧。事情当然没有这么简单。

当你加入“红包体育”的时候，我对群主说了一句话。【我很高兴，我有不删除任何聊天软件当中聊天记录的好习惯。】

这里截图当中的日期是一直就存在的。至今我的iPhone 4S也一直在用呢，不可能改掉。

你为什么和我说抱歉，你忘了？2015年3月3日你所说的，是真的都不记得了？

当时我的反应，算是很克制的了，毕竟当着“红包体育”群里这么多人的面。

为什么我过了这么久，才再次在“红包体育”群里质问你，我想你应该明白。我知道每个人做自媒体不容易，想靠着才华变现，更加不容易，当时你肯道歉，说你会改，那么我也就得过且过了。

问题的关键在于，你改了吗？如果你改了，你就不会不经过

@式微

同意，转载她的答案，而且还将她列为“第二作者”。

你的所谓声明，夹杂在你的正文内容当中，而不是正式开辟一个子栏目道歉，被诸多的信息噪声遮盖着，这就是你的诚意？

上述三张截图，是2015年6月17日早上8:43时截的。我现在还很怕诸多水军说我图片造假呢。下面两张图，是2015年3月3日晚上20:49时截的。那个时候，你的微信ID还没有“太阳表情”。

这个总不能说我作假了吧？

而你在面对我的质疑的时候，说了些什么话，你还记得吗？这就是我为什么要截图的原因。

二次编辑加了些东西，就可以等同于你自己的原创，是吗？

事实证明我当初心一软得过且过，才是真的错误。

你说了“最初开时，格式内容混乱，但转载内容标明了作者”——我还是那句话：用了我的东西，问过我吗？

你说了“微信对于转载格式有了新要求后，我们也跟着学习，把之前来源不明的全部删除。之后再也没有出现不合规的转载“——来源不明？请看看截图，你自己说过的话，怎么就这么快忘了呢？”是从虎扑、知乎、直播吧很多来源的文章“，这还算是来源不明？

你说了“暴力行为冠以道德名义，缺又恰恰选择了一个认真做事的自媒体下手，无论是出于要稿费，还是炒作涨粉，都不会实现的”——暴力冠以道德的名义？我质问你，就是暴力，你不告而拿，拿了我的答案，也拿了知乎上别人的答案，这种偷窃行为，就是道德的？

另外，请弄清楚，到底谁在炒作？我只是把原文作者式微老师带到了“体育红包”群，让她自己和你说清楚，这就是炒作？式微维护自己正当权益没有成功，自己写了篇专栏，以正视听，这叫炒作？

你说了“另外。。。您在背后诽谤我的许多聊天截图我已经给了律师。我们没做亏心事，我们礼貌但不软弱，真的，用法律途径解决，只对我们单方面有利啊。但您若真的要这样苦苦相逼，请也不吝给我一个您的地址，给您去一封律师函”。

我在背后诽谤你？请把截图放出来，让知乎用户都看看，我到底怎么诽谤你了。

你没做亏心事？没做亏心事我会质问你为什么不经过我允许转载了我的内容？

说我苦苦相逼？到底谁逼谁？“咕咚-李旸”是我在“红包体育”群里的ID，那是因为之前说过要标清楚所在的企业、媒体和姓名，所以我这样写。

我再说一次：质问你，是因为你在知乎未经我许可，擅自转载和引用了我的内容；我质问你，是因为你在知乎未经式微老师的许可，擅自转载和引用了式微老师的内容。

知乎上的回答问题，是我业余时间所为，工作忙的时候我只能下班回答问题，晚上写公众号内容，或者把知乎的答案放到我自己的公众号上去。关于足球篮球的内容，和咕咚网没有一点关系，全部是我自己的业余创作。

而你，直接找到了咕咚创始人、CEO申波先生，也就是我的最高领导，去质问我的行为是代表咕咚，还是代表个人。

我在知乎的ID和个人说明写得清清楚楚，没有和咕咚有任何的关联。你没有经过我个人的允许，转载引用我在知乎的内容，被我质疑你转载了别人的内容，居然好意思说是“法律层面的诽谤”？居然还去和我供职的企业对质？

到底是谁苦苦相逼？

所谓认真做事的自媒体，是把知乎用户的文字答案，变成自己的声音和话语，放到视频当中去，是吗？

所谓认真做事的自媒体，是未经他人许可，擅自转载、引用他人在知乎的原创答案，是吗？

最后我很想问一句：你既然深知自媒体人的成长有多么不易，为什么你还要去做“未经许可，擅自转载和引用其他自媒体人的内容”这样的事情？

最后，是我放出的所有截图的具体信息。

我在这里声明：我是知乎用户李暘，在知乎的每一个答案，在知乎的每一篇专栏文章，不敢保证完美无缺，逻辑严密，没有错别字，但全部是我自己的原创内容，任何人未经我许可，转载、引用、抄袭我的答案，即为侵权行为。

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因为intel换酷睿系列商标了：

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两天过去了，看的人，关注的人不少，能说得上话的看来是寥寥无几，除了青椒牛老板忆苦思甜了一下，七位靓号豹哥连回答的勇气都木有了，被吓跑了

那我先写一些目前已知的信息，权当是抛砖引玉

先说一下两个现有的低延时（low latency）的gc策略，zgc和shenandoah

zgc应该都很熟悉了，出来有一段时间了，这个是oracle官方团队做的，虽然说是官方团队，但其实是bea jrockit的人写的，以前sun的hotspot和bea的jrockit是早期比较出名的两个jvm实现，hotspot用c++实现，jrockit用c和java实现，说起来还挺好笑的，当时的评测结果是，hotspot更适合客户端，需要快速启动的程序，而jrockit更适合长期运行的程序^[1]，后来sun和bea都被oracle收购了，这两个jvm也就合二为一，其实更确切一点说就是，合并到hotspot中去，然后jrockit被贡献给了openjdk。然后jrockit的工程师per liden就是后来的zgc的team lead。zgc现在已经做到，大部分gc的latency在1ms以内，平均只有0.1 - 0.2ms之间，基本上无感知了，正常人条件反射的时间是0.25s，也就是250ms，经过训练的运动员，可以达到100ms，眼睛对于动画的感知，在1/60s左右，也就是17ms左右，经过训练的电竞之类的，可能可以达到90或者120fps，也就是8-9ms，就是人的极限了，现在gc最长导致程序的停顿在0.2ms以下，这种级别的停顿，人是不可能感知得到的

shenandoah是red hat的作品，现在red hat被ibm收购了，以前red hat和ibm，都有自己的jvm，分别是开源的iced tea和openj9，后者到现在还在不断出新，据说内存占用上会有一定优势，现在叫terium，北洋的下载网站^[2]上对terium和openj9的支持是很好的，更新得很积极。而iced tea在openjdk出来之后，基本上就处于被放弃的状态。那red hat后来基于openjdk，制作了自己的低延时的gc策略，就是shenandoah，shenandoah对比zgc，对硬件的要求相对低一点，但是对用户给出的承诺，也低一点，就像zgc早期，承诺在10ms以内完成全部gc，shenandoah从来没有给过任何这种承诺，也就是说，我尽力。然后官方oracle提供的openjdk的build里面，并不提供shenandoah，被oracle删了，但是其他的openjdk的build，都提供shenandoah这个gc策略，一般认为，zgc更适合客户端程序，shenandoah更适合服务器端程序，因为前者更满足一些硬性指标，比如保证10ms以内一定完成，后者就没有这个承诺，但是相对应的，前者对于资源的消耗也更大，一般要腾出15%左右的内存富余给zgc使用，然后cpu处理能力会有所下降，因为拿去给zgc用了，那相比之下，shenandoah对于这种资源的硬性要求就低，但是它同样也不给这个承诺，更像是随缘，我尽量，风险你自担

这是现有两个低延时gc

那按照新的gc的论文里面写的内容看，zgc和shenandoah虽然都实现了low latency，但是是以牺牲吞吐为代价，也就是需要一定的cpu和内存消耗，你需要为low latency腾出为了实现low latency gc的资源，相应的，等同cpu和内存的硬件的处理能力，就会相应下降一点，这其实也很合理，不能说既要马儿跑，又不让马儿吃草，让机器给你干点活，总要给人家点资源

但是，新的gc策略，简称lxr

认为，可以通过基于引用计数的策略，可以进一步降低对系统资源的占用，让gc在实现低延时的同时，又不需要牺牲太多cpu和内存资源，进而使得吞吐不受影响，所以论文的标题就是：低延时，高吞吐的gc策略

然后给出了一堆的评测结果，对于评测结果，你可能会怀疑，是吧，对比的openjdk 11的结果

但实际上，论文中有具体的validity，意思就是，他们打算把这个gc port到17上去，但是他们同时也对比了17的shenandoah，发现17的shenandoah和11的shenandoah结果几乎是一样的，而且11有backported improviement，也就是在后续版本中，shenandoah的改良，都会回溯到11的高版本中去，所以shenandoah的11没什么问题，17的zgc整体策略改变了，比较难对比，这个期待后续的比较吧

所以11没什么问题，然后期待他们给出17的build

然后说一下实现的过程，这个过程很有意思，他们先用rust开发了一个工具mmtk，然后这个工具提供了openjdk（c++写的）jikes rvm（java写的java研究虚拟机）和v8（c++写的）的绑定，然后再用这个rust写的绑定工具，实现了新的gc策略

从这一点上，可以看出，现在很多软件的研发，都已经从c++上转移到其他语言上去，这并不是坏事，因为c++的代码确实太难阅读了，openjdk的开发进度，其实受到c++语言本身混乱语法颇深，就是你可以感觉到，一大堆人做了好久（接近10年），但是进步相当有限，没什么成果，相比之下，你用其他语言，往往都能做得比c++更快，而且性能更好，就像graal的jit（用java aot实现的工具），什么都没改，直接替换openjdk里面的jit也就是c1/c2，都能在一些时候有高达15%的性能提升，所以现在这个时间点，没有什么太多理由继续沿用c++，当然openjdk本身的开发还要继续，只是源码这些，正在一点一点从c++中转移出去，那最终发展成什么样子，拭目以待了

然后这个gc本身诞生的环境，也很值得玩味

这是一个高校的论文，虽然三作是谷歌，但最重要的一作和二作，都是高校，这就预示了我之前说的，现在的科学和技术的发展，哪怕是技术这种科学的应用面，也越来越多，不再是企业能够推动得了的了，企业的目的是赚钱，但是推动科学技术的进步，更多的是一项事业，所谓事业，就是你要牺牲眼前短期利益，为了长远的发展考虑，那这个投入，都是动不动十年二十年的投入，企业没有那个耐心去等待，所以最好的方式就是，企业出钱，投资到高校等研究机构中去，这样一来可以减轻政府对高校的负担，人也更专业，高校里面教授博士一大堆，每天就是搞研究，企业里面，教授都罕见，教授也不愿意放弃铁饭碗去给你修福报，同时，因为是项目制的，所以搞完研究之后，一拍两散，企业不用负担教授博士们搞完研究离开公司（也就是裁员）的成本，所以这是多赢的局面，我国政府其实也正在推动这种校企合作，产学研嘛

然后这个就很好滴展示了，将来，对于技术的推动和进步，会是怎样的一种局面，除此之外，llvm，graal这些项目，研发主体也都在高校里面，现在是连传统openjdk的开发，也在逐步转移到高校中去，企业搞研究的时代，差不多过去了

所以你看，达摩院开始大面积裁员，湖畔大学关停，但是这些高校的研究成果，开始频频出现，以前关于gc的论文，还有不少是ibm，azul之类的企业发的，现在越来越多是高校发出来的，实际上虽然国内阿里用java的频次比较高，但是你看我写了这么多，有阿里什么事吗？

技术发展到一定阶段，就必然要求更高的研发门槛，就不是随便一个企业的打工仔，就能凭着一腔热血，搞搞搞，就能有所成就的，现在慢慢都过了那个阶段了，像国外贝尔实验室，早就不行了

最后本论文的一作好像是个华人

参考

1. ^ https://blog.dbi-services.com/a-comparison-of-java-virtual-machines-hotspot-jvm-vs-jrockit-jvm/
2. ^ https://www.injdk.cn/

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