Apple M1 : quand 8 Go de RAM semblent en valoir 16

Anthony Nelzin-Santos |
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La première publication de cet article date du 2 décembre 2020 (lire : Magie de Noël : ces articles du Club iGen passent en accès libre).

Depuis plusieurs années, les machines « grand public » possèdent 8 Go de RAM, et les machines professionnelles au moins le double. Cette dotation semble convenir à la plupart des usages, mais n’empêche pas les questions sur les bénéfices d’une augmentation de la mémoire. D’autant plus cette année que la puce M1 inaugure la mémoire unifiée, dont le doublement de 8 à 16 Go (et pas plus) est facturé 230 €. Pour quels gains ? Cela suffit-il ? Éléments de réponse avec nos deux Mac mini.

Image Apple/MacGeneration.

Disons les choses simplement : le doublement de la mémoire ne fait aucune espèce de différence dans les tests synthétiques. S’ils donnent une bonne idée des capacités brutes du processeur et des graphismes, ces tests sont trop courts pour exercer une forte pression sur la mémoire, et ne suffisent pas pour évaluer un système dans son ensemble. Les écarts sont trop faibles pour dépasser les variations habituelles d’une mesure sur l’autre.

Dans beaucoup d’applications, le processeur reste le goulot d’étranglement. Dans Logic, la multiplication des pistes et des effets « remplit » progressivement la mémoire, mais l’onglet Mémoire du Moniteur d’activité montre que la pression reste raisonnable. Si la fidélité de la reproduction souffre et le système sature au-delà d’une centaine de pistes, c’est parce que le processeur atteint ses limites.

Bien sûr, les applications manipulant un grand volume de données montrent l’intérêt d’un doublement de la mémoire. Dans notre test de compilation du moteur WebKit avec Xcode, les 8 Go de notre première machine sont immédiatement remplis et le restent pendant 22 min 47 s. Entre 3 et 6 Go restent disponibles sur notre deuxième machine dotée de 16 Go de RAM, qui accomplit son office en 21 min 55 s.

Un test de compilation avec Xcode.

Cet écart de 5 % ne semble pas très impressionnant, mais peut représenter des heures et des heures à la fin de l’année. Il montre aussi les capacités de la puce M1 : notre Mac mini 2018 doté du processeur Intel Core i7-8700B à 3,2 GHz, qui était jusqu’ici le plus puissant de tous les Mac mini, met presque deux fois plus de temps pour réaliser la même opération, malgré ses 32 Go de mémoire DDR4 à 2 667 MHz.

Avant même que la mémoire ne sature, le système recourt à la mémoire swap, cet « espace d’échange » qui permet d’étendre la mémoire physique avec le stockage du disque système. N’accusez pas la puce M1 : vous retrouverez le même comportement sur un Mac Pro rempli à ras bord avec 1,5 To de RAM. Le fait est que vous ne devriez pas vous concentrer sur les chiffres donnés par le Moniteur d’activité.

Qu’un système d’exploitation conserve des informations en cache pour accélérer la reprise des opérations, compresse des données inactives, ou prépare l’utilisation du fichier d’échange, est absolument normal. D’autant plus maintenant que le recours à la swap est rendu presque insensible par la vitesse des SSD. Le fait est que la gestion de la mémoire est trop complexe pour être saisie au travers de trois chiffres.

Le Moniteur d'activité sur un Mac mini M1 doté de 8 Go de RAM. Plus que les chiffres, observez la courbe de pression sur la mémoire. Ici, elle vire au rouge du fait d'un problème de gestion du mode HDR sur un écran externe, qui affole le processus windowserver.

Rendez-vous compte : pour comprendre la gestion de la mémoire de la puce M1, il faut mentionner jusqu’à l’ordonnancement, c’est-à-dire l’ordre dans lequel le processeur pioche les données dans la mémoire. Comme l’explique le chercheur en cybersécurité Robert Graham, Apple a « triché » en implémentant l’ordonnancement des processeurs x86 au sein de la puce M1. Lors de l’exécution de Rosetta, le processeur change son mode de fonctionnement pour se conformer à la manière de faire des processeurs x86 et réduire la pénalité de la traduction à peau de chagrin.

Il faut aussi parler des bénéfices apportés par l’abandon du « ramasse-miettes » et de la gestion manuelle de la mémoire au profit du comptage de références avec ARC. Après dix ans d’optimisation des compilateurs, cette technique est d’une efficacité redoutable. En résumant grossièrement, on peut dire qu’ARC ajoute le nombre d’allocations (lorsqu’un objet doit être utilisé) et soustrait le nombre de libérations (lorsqu’un objet n’est plus nécessaire) à un compteur. Lorsque le compteur tombe à zéro, l’objet est purgé de la mémoire.

Cette opération est fondamentale : tout est objet, ou presque, dans la programmation sur macOS. La mémoire n’est pas intégrée au système sur puce contenant le processeur et les graphismes, mais placée sur le même package1, au bout d’une interface extrêmement courte et extrêmement rapide. Les tests synthétiques semblent indiquer que la bande passante atteint 60 Go/s, moins que les mémoires les plus rapides, mais trois fois plus que les mémoires des anciens MacBook Air et MacBook Pro.

« Comme la puce M1 possède seulement 16 Go de RAM », remarque le développeur Mike Piatek-Jimenez, « elle peut remplacer l’intégralité du contenu de la mémoire quatre fois par seconde. » À l’échelle d’un objet NSObject, l’échange des données entre le processeur et la mémoire est cinq fois plus rapide avec la puce M1. Comme l’explique David Smith, ingénieur chez Apple, l’allocation et la libération d’un objet prennent environ 30 nanosecondes sur un processeur Intel, mais seulement 6,5 nanosecondes sur la puce M12.

Le package comprend le système sur puce d'une part, qui comprend lui-même le processeur et le circuit graphique (sous le capot frappé d'une pomme), et les puces de DRAM d'autre part (les deux puces à droite). Image iFixit (CC BY-NC-SA 3.0).

Tout cela vous passe au-dessus ? Disons simplement qu’Apple fait plus et mieux avec 8 Go de RAM sur la puce M1 qu’elle ne pouvait le faire avec 16 Go de RAM à côté d’un processeur Intel. Et qu’elle en fera toujours plus et toujours mieux, parce qu’elle peut faire évoluer le matériel en même temps que le logiciel, graver le code dans le silicium. Et que vous devriez vous concentrer sur la couleur de la courbe de pression sur la mémoire, seul témoin synthétique de l’état de la mémoire.

Vous pourrez alors constater que les applications exerçant la plus forte pression sur la mémoire sont aussi celles qui exploitent le mieux les graphismes. Ce n’est pas une surprise, puisque les circuits intégrés aux processeurs Intel se taillaient déjà une part de la mémoire centrale pour leurs besoins. Mais avec une banque unifiée, la mémoire de la puce M1 est entièrement partagée entre le processeur et les graphismes.

Le système attribue dynamiquement la mémoire du circuit graphique : 400 Mo seulement sur le Bureau, entre 700 et 1 400 Mo en parcourant des pages web lourdes dans Safari tout en lisant une vidéo 4K, et jusqu’à 5,4 Go dans nos tests d’exportation de clips 8K REDcode sur notre machine dotée de 8 Go de RAM. Sur la machine embarquant 16 Go de RAM, la mémoire graphique peut dépasser 11 Go !

La différence est criante dans Final Cut Pro, capable de tirer toute la substantifique moelle des circuits graphiques pour décompresser les fichiers R3D. Alors que la machine dotée de 8 Go de RAM met 4 min 43 s pour exporter le clip 8K REDCode vers un clip 4K H.264, le modèle doté de 16 Go de RAM met seulement 1 min 2 s. Seuls les iMac les plus puissants, et bien sûr le Mac Pro, font mieux.

Un test d'exportation avec Final Cut Pro.

Les écarts sont plus réduits dans Affinity Photo ou Lightroom, des applications pourtant gourmandes, et inexistants dans les jeux. Dans Shadow of the Tomb Raider, un titre récent certes pas encore optimisé pour Apple Silicon, le Mac mini doté de 16 Go de RAM est plus rapide… d’une image par seconde. Mais à 22 i/s en 1080p avec toutes les options graphiques poussées à fond, on ne peut pas dire qu’il soit particulièrement fluide.

In fine, les gains dépendent entièrement des capacités des applications. Comme toujours, quelques millisecondes par-ci et quelques secondes par-là peuvent faire la différence. Les professionnels sauront calculer le retour sur l’investissement de 230 €… ou attendre les futures machines adaptées à leurs besoins. Les autres utilisateurs peuvent être rassurés : avec la puce M1, 8 Go de RAM en paraissent 16, et devraient suffire pendant de nombreuses années.

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  1. Ce qui explique probablement qu’elle se limite à 16 Go sur des machines du calibre du MacBook Air ou du Mac mini. Pour intégrer plus de mémoire, il faudrait agrandir la taille du package, et sa consommation électrique, la mémoire vive étant alimentée en permanence et représentant déjà environ 15 à 20 % de la consommation totale de la puce M1.  ↩︎

  2. Et 14 nanosecondes sur la puce M1 émulant un processeur Intel.  ↩︎

avatar TrollMan06 | 

Impressionnant

avatar Ron Dex | 

J’avoue que je n’ai pas tout compris ! Par contre j’ai compris que 8 Go de RAM suffisent 😅

avatar reborn | 

Et que vous devriez vous concentrer sur la couleur de la courbe de pression sur la mémoire, seul témoin synthétique de l’état de la mémoire

Voila 👏

avatar Richard51260 | 

Justement pour ma part je suis en pleine réflexion j’hésite entre un Mac mini M1 mon hésitation vient surtout sur la ram. Je fais pas mal de Photoshop’ Lightroom et adobe rush...

avatar Scaterbrain | 

@Richard51260

J avoue j’ai hâte d avoir des test Photoshop Lightroom sur ces mac ça serait intéressant :)

avatar morpheusz63 | 

@Richard51260

Si c'est pas pour une usage pro, tu peux choisir les 8go

avatar YetOneOtherGit | 

@morpheusz63

"Si c'est pas pour une usage pro"

ça veut dire quoi « usage pro » ?

la suite Office ce n’est pas un usage pro ?

avatar morpheusz63 | 

@YetOneOtherGit

Quand je dis usage pro c'est pour ceux qui on besoins de gagner du temps de calcul en exploitant leur machines à fond, production audio visuel, calcul de donnés, développement etc

avatar YetOneOtherGit | 

@morpheusz63

"Quand je dis usage pro c'est pour ceux qui on besoins de gagner du temps de calcul en exploitant leur machines à fond, production audio visuel, calcul de donnés, développement etc"

Alors dits usages exigeants en ressources 😉

Tu n’es pas le seul à tomber dans ce biais, loin s’en faut, mais cette dénomination est la porte ouverte à toutes les dérives.

Au passage ce type d’usage sont loin de se résumer à un gain de temps sur un travail en mode batch, le premier des enjeux est souvent de pouvoir interagir en temps réel avec la matière première.

avatar morpheusz63 | 

@YetOneOtherGit

Mouais comme d'hab tu tatillonne sur les mots mais brefs c'est ça..Aujourd'hui beaucoup d'entre nous ont des machines assez puissante pour faire du dev, mais à cause des softs mal développés ou mal exploiter, on utilise pas à 100% les ressources comme on devrait.
Sur ce coup la Apple m'a agréablement surpris avec son M1, mais je dois que la concurrence est à la ramasse et c'est dommages pour la compétition

avatar YetOneOtherGit | 

@morpheusz63

"Mouais comme d'hab tu tatillonne sur les mots”

Si tu es un dev je m’étonne que tu ne sois pas maladivement exigeant sur le sens, les concepts, les abstractions, les denominations, les ambiguïtés ... c’est quasiment la base du mind set du dev 😉

avatar YetOneOtherGit | 

@morpheusz63

"Aujourd'hui beaucoup d'entre nous ont des machines assez puissante pour faire du dev, mais à cause des softs mal développés ou mal exploiter, on utilise pas à 100% les ressources comme on devrait.
Sur ce coup la Apple m'a agréablement surpris avec son M1, mais je dois que la concurrence est à la ramasse et c'est dommages pour la compétition "

Tu peux expliciter?

- Sur la premiere assertion le fait de migrer de plus en plus sur du parallélisme dépasse largement les considérations de qualité logicielle. Produire des applications parallèlisé n’est pas simple et est même dans certains cas impossible.

- Sur la second assertion je ne vois vraiment pas en quoi le M1 change la donne quant à l’exploitation des ressources?

- Sur la dernières. tu caricature terriblement la situation de la concurrence qui est bien moins “à la ramasse” que tu le prétends un peu rapidement.

avatar M-Rick | 

Oui je suis d'accord.
Un usage pro ne signifie absolument rien. Qu'est-ce qui différencie un "pro" d'un "pas pro" ? Le nombre d'euros qu'on met derrière la tâche.
Quand je mets des euros, c'est pro, quand je n'en met pas c'est soit du bénévolat si le fais pour les autres ou des loisirs si je le fais pour moi.
Mais ce n'est pas parce que ce sont des loisirs ou du bénévolat qu'au final je n'aurai pas besoin de 16 Go pour réaliser des montages dans Final Cut Pro, alors que mon usage "pro" se limite à la suite office LOL.

avatar YetOneOtherGit | 

@M-Rick

"Le nombre d'euros qu'on met derrière la tâche.
Quand je mets des euros, c'est pro"

Il est d’ailleurs amusant de constater qu’en moyenne plus le professionnel produit de valeur, moins les besoins en ressources informatiques sont conséquents 😉

Les professions à très forte valeur ajoutée se contente souvent de machines très basiques 🤑

avatar Rictusi | 

C'est bien vrai, quand je vois les thunes que brasse mon imprimeur alors qu'il utilise une ancienne version de paint, je me dis parfois que la vie est très injuste ! 😉😂🤩🍻

avatar M-Rick | 

Oui d'ailleurs un chef de projet la plupart du temps n'utilise que des tableaux Excel. Il y a un PDG d'une grande entreprise française, je ne sais plus laquelle, qui fait tout sur un simple iPad.

avatar YetOneOtherGit | 

@M-Rick

"Mais ce n'est pas parce que ce sont des loisirs ou du bénévolat qu'au final je n'aurai pas besoin de 16 Go pour réaliser des montages dans Final Cut Pro, alors que mon usage "pro" se limite à la suite office LOL."

Bien évidemment énormément de pratiques amateurs ont des besoins en ressources informatiques supérieurs à la plus grande part des usages professionnels 😉

avatar Boboss29 | 

Oui mais là on parle de monotache : un jeu, un rendu vidéo, un logiciel utilisé, etc... Et avec safari et 10 onglet, la musique en fond, un rendu vidéo, la boîte mail ouverte, retoucher en même temps une photo sur photoshop, tout en téléchargeant un fichier en torrent, quand est-il de la consommation en ram ?

J'ai passé commande il y a 2h du mini 256 go/16 go de ram.

avatar DuraLex06 | 

Je viens de tester sur MacBook Air M1 8Go.
15 onglets dans Safari, incluant la lecture d'une vidéo sur YouTube + sur Netflix.
51 onglets dans Opéra (non optimisé).
Lecture de deux films HD avec IINA. Musique en fond. Mail. Word. Messages.
Téléchargement d'un torrent.

iStat Menus affiche la RAM utilisée à 65%, et 39% pour la pression (seul paramètre utile d'après l'article). Bien sûr aucun ralentissement en faisant tout ça.
J'ai pas encore pu tester avec PS et FCP, mais vu la marge ça fonctionnera sans difficulté à mon avis. Je pense qu'effectivement on à l'impression d'avoir 16Go avec Intel

avatar Boboss29 | 

@DuraLex06

Ha super ! Merci pour le retour !

avatar David Finder | 

@DuraLex06

Merci également pour ce retour.
Je vais donc pouvoir craquer pour un MacBook Air M1, avec seulement 8Go de RAM, mais avec 512Go de SSD.

Et merci pour ces articles très instructifs et passionnants sur cette nouvelle révolution made by  in California !

avatar pocketalex | 

@DuraLex06

Merci aussi pour ce retour mais j'ai du mal à entrevoir la démonstration, les usages testés ne sont que des usages "basiques" (excusez moi, rien de péjoratif)

J'en reviens à ce que dit @YetOneOtherGit : quid des usages "exigeants" ?

Multiplier les onglets de navigateurs et la lecture de flux vidéo, fussent-ils 4K, n'est en rien un usage exigeant. Mon MB12" sous core M5 faisait tourner nombre de softs en même temps, dont des navigateurs avec onglets à foison, et déja à l'époque je ne ressentait pas de ralentissement, alors si une machine 5 à 10x plus rapide comme le Mini M1 arrive à faire ça, rien de révolutionnaire j'ai envie de dire.

C'est avec des outils professionnels un peu "sérieux" et en manipulant des assets bien lourds, que l'on voit vite les limites d'une machine et de ses composants.

L'article parle de "16Go pour les machines professionnelles" qui conviendraient à "bien des usages" ... moi ça fait bien 4 ans que 16 Go (sous CPU Intel) sont une limitation rédhibitoire, 32Go un minimum syndical, et donc 64Go pour être peinard

Alors OK c'est pas pareil avec la RAM unifiée des M1 mais, unifiée ou pas, sur des usages "exigeants" des limitations font forcément apparaitre (et divers testeurs sur Youtube et dans les forums dédiés aux applications pro les ont fait apparaitre) mais tout ceci n'est pas important !

Pas important du tout !!!!

car on est encore dans ce discours dont personne n'arrive à sortir et dont la réponse est pourtant d'une simplicité limpide et lapidaire : VOUS AVEZ DES USAGES EXIGEANTS, ALORS INTERESSEZ VOUS A DES GAMMES PROS, A DES STATIONS DE TRAVAIL, ET ARRETEZ DE DEMANDER A DES MACHINE FAMILIALES "M1" DE TENTER DE REPONDRE A VOS ATTENTES EXIGEANTES

C'est pourtant simple, mais les gens sont butés, les gens veulent qu'After Effect, Nuke, Autocad, FCP X et ses plug-ins, Resolve, et tutti quanti tourne mieux que sur leur iMac, iMac Pro, Mac Pro ou tour PC Ryzen haut de gamme, les gens n'ont toujours pas compris que le mini M1 a pris le relai du Mini core i3/i5 (et pas du mini i7), que le MBA M1 a pris le relai du MBA i5/i7, que le MBP 13" M1 a pris le relai du MBP 13" bicoeur (et pas du quadricoeur), et que ces 3 gammes sont des gammes FAMILIALES, pas des stations de travail

Si vous voulez faire tourner Resolve sur des flux 4K dans un workflow un minimum Pro, alors considérez le MBP 16", considérez l'iMac Pro, le Mac Pro ... ou attendez les Gammes PROFESSIONELLES en 2021

Mais arrêtez de demander à ces bécanes familiales de faire tourner votre workflow pro pour remplacer votre station de travail actuelle, cela relève d'un manque de discernement, si ce n'est d'intelligence, qui est juste ... flippant quoi

La seule conclusion à tout ça est que les gammes familiales d'Apple en M1, sont exceptionnelles pour CES usages (bureautique, mainstream, famille, etc) et que la quantité de RAM fournie, qui plus est unifiée, est plus que largement suffisante ... pour CES usages.

avatar CorbeilleNews | 

@pocketalex

👍🏻

Le problème c’est le tarif qui pour beaucoup laisse à penser que l’on est sur de la bête de course

Comme vous dites c’est de la machine à usage familial ... mais de luxe 🤑

Et Apple en profite 😀

avatar AnthonyJ | 

@Boboss29

Avec 256 Go de stockage, tu utilises quoi comme stockage externe ?
Je te pose la question car j’envisage un achat et j’hésite.

avatar Anthony Nelzin-Santos | 
@Boboss29 : « oui mais là on parle de monotache » : pas seulement ! Je parle aussi bien de monotache que de multitache, parce que ça permet de montrer des aspects différents de la gestion de la RAM.

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