怎么mac的内置硬盘多了（Mac内置硬盘性能异于常盘）

怎么mac的内置硬盘多了（Mac内置硬盘性能异于常盘）借用送快递来打比方，这就好比一个快件要经过区域分站、小区驿站等中转节点，才能最终送到你手上。我们知道，现代计算机中最主要的性能瓶颈就是存储。因此，软硬件设计中普遍采用多级缓存的设计来改善性能。就写入数据这一场景而言，待写入的数据至少要经过系统缓存（OS cache）、磁盘缓冲区（disk buffer）这两道中间环节，才能最终进入永久存储（permanent storage）——机械硬盘的盘片或固态硬盘的闪存颗粒。结果非常耐人寻味：换句话说，在“仅写入”的测试中，苹果内置固态硬盘可以达到近4万次的IOPS（每秒读写次数），这是市面上主流NVMe固态硬盘的2倍、SATA固态硬盘的8倍。但到了“写入并冲刷缓冲”的情况下，内置硬盘却仅仅交出了46 IOPS的答卷，这一成绩甚至还不如许多市面上的机械硬盘，仅相当于市面NVMe固态硬盘的2.3%、SATA固态硬盘的32.2%。那造成这前后两次测试差异

Mac的固态硬盘性能一直是苹果宣传的重点，特别是近年 Apple T2、M1 等自研芯片整合了主控芯片后，Mac内置固态硬盘相比竞品的性能优势似乎越发明显。特别是苹果公司曾公开表示，凭借着携带M1芯片的高级处理器和先进的闪存技术，它们可以将固态硬盘的性能提升至2倍以上。可Mac如此“异于常盘”的性能真的可靠吗？为了达到这样的性能，它是否在偷偷地舍弃掉一些其他性能呢？这些问题随着苹果新品的不断迭代，也逐渐开始成为用户们议论的暴风眼。

最先抛出这一观点的是 Hector Martin，他是一位资深的信息安全顾问和 Linux研究者，曾因将Linux系统移植到PS4上而名声大噪。同时，由于其主导的高难度项目Asahi Linux（一个旨在让ARM架构Mac运行Linux系统的开源项目），这让他在关于Mac的观点上吸引了来自Mac用户社区的重视。

就在2月中旬，Martin突然在Twitter上宣称自己发现了一个很有争议的问题，他通过测试发现苹果的定制硬盘虽然确实快得出奇，但却是以牺牲数据一致性（data integrity）为代价的。

这一发现源于Martin在一台M1版MacBook Air上测试Linux系统时，意外发现很多写入操作出奇地缓慢，而这样的操作在macOS下的速度则完全是另一幅面貌。为了追根溯源，他测试了苹果内置硬盘和其他两款常见固态硬盘（WD SN550 和 Samsung 860 EVO）的读写性能。

结果非常耐人寻味：

换句话说，在“仅写入”的测试中，苹果内置固态硬盘可以达到近4万次的IOPS（每秒读写次数），这是市面上主流NVMe固态硬盘的2倍、SATA固态硬盘的8倍。但到了“写入并冲刷缓冲”的情况下，内置硬盘却仅仅交出了46 IOPS的答卷，这一成绩甚至还不如许多市面上的机械硬盘，仅相当于市面NVMe固态硬盘的2.3%、SATA固态硬盘的32.2%。

那造成这前后两次测试差异的原因是什么？这又意味着些什么呢？

我们知道，现代计算机中最主要的性能瓶颈就是存储。因此，软硬件设计中普遍采用多级缓存的设计来改善性能。就写入数据这一场景而言，待写入的数据至少要经过系统缓存（OS cache）、磁盘缓冲区（disk buffer）这两道中间环节，才能最终进入永久存储（permanent storage）——机械硬盘的盘片或固态硬盘的闪存颗粒。

借用送快递来打比方，这就好比一个快件要经过区域分站、小区驿站等中转节点，才能最终送到你手上。

实际上，寄件方（写入数据的应用程序）并不关心这些底层的区别；它们只是把快件（写入的数据）交由至物流公司（操作系统），至于送达方式、成功与否全凭后者的反馈。而为了提高处理效率，操作系统的常见做法是只要快递送到了驿站（数据写进了缓冲区），物流公司就会告知寄件方送达成功（写入完成）。至于最后一步“上门签收”（写入永久存储，也常称为落盘），则是由操作系统在之后再根据自己的节奏完成，但到这已经不受应用程序的控制了。

诚然，从日常使用角度而言，前一项数据是用户直接感知的“写入性能”，Mac 内置硬盘也确实在这一部分确实取得了亮眼的成绩。但一旦发生断电等故障，那些还滞留在驿站的快件（缓冲区未落盘的数据）就存在丢失的风险。

此外，快件从驿站派送上门的顺序，往往不同于到达驿站的顺序；派件员（硬盘主控）可能为了省时省事等目的将其重新排列组合。在平时倒也无妨，但对于数据库日志、文件系统日志等特殊场合，常常要求关于一项操作的记录必须先于这项操作本身落盘（好比从公司财务调取现金，一定是先记账、再派发资金）。这些预写日志（write-ahead log，WAL）会被打上称为“写入屏障”（write barrier）的标签，享受“优先派送”的待遇，它的落盘效率直接影响到后续操作何时能进行。

因此，如果说 Martin 测试的前一项数据代表了数据日常写入的效率，那么后一项数据则代表了数据落袋为安的效率，同样不能忽视。可正是在这项性能上，Mac翻了波大车。不能完成冲刷意味着不能保证写入的顺序，这也意味着你数据库里的数据实际上可能会出现损坏。但如果你想要在Mac上运行事务数据库同时，希望它即使在断电的情况下也保证数据的完整性，那你将永远无法得到超过46 IOPS的数据，这无疑是不太能被用户们所接受的。

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