将1980年代的内存映射与Raspi Pico进行比较

# 1980年代的内存映射与现代Raspberry Pi Pico之比较 来源：https://medium.com/@noborutakahashi/a-40-year-old-memory-map-comparable-to-todays-raspberry-pi-pico-932c4309260d Noboru Takahashi (https://medium.com/@noborutakahashi?source=post_page---byline--932c4309260d---------------------------------------) 按回车或点击查看完整图片 在第一篇文章中，我讲述了用AI分析一个40年前我构建的RTOS的经历。这次，作为续篇，我回顾了当年的内存映射笔记，探究其设计思路。 参考：用AI分析40年前的旧系统：发现竟拥有现代架构 (https://medium.com/@noborutakahashi/a-40-year-old-system-analyzed-with-ai-it-turned-out-to-have-a-modern-architecture-83751821bf5a) （日文版）(https://note.com/noborutkhs/n/nf991bd46571b) ### 1989年的内存映射 有一份1989年的备忘录，当时我在第二次创业时开发了通信系统。硬件并非定制，而是通过组合通用的摩托罗拉VME总线板卡搭建而成。 按回车或点击查看完整图片 第二个系统的内存映射（原文为日文）## 本地RAM（192KB） 本地RAM似乎是68000 CPU板上的内存。范围从000000到02FFFF，共192KB。有一个名为VMEBUG的调试监控器，在其之上运行操作系统（CHARM-II）。应用程序也放置在此区域。这是核心执行区。 ## 全局RAM（512KB） 全局RAM范围从080000到0FFFFF，共512KB。它很可能是在一块独立的RAM板上实现的。备忘录的最后一行显示0FFFF，大概漏写了一个“F”。 将这一区域重新绘制成图表，其特性会更清晰。 按回车或点击查看完整图片 全局RAM——重新组织后的内存映射（红色区域为未使用） ## 整数倍分配与未用空间 通常，内存会尽量紧凑地打包以避免浪费。分配时会以几千字节为单位进行调整以消除空隙。 然而，在这张映射中： - 内存以64KB为单位划分 - 余数原封不动保留 - 未使用区域明显存在 这种设计优先考虑了清晰和简洁，而非内存效率。 这很可能是因为增加了512KB RAM才成为可能。 ## 消息区域（320KB） 全局RAM中很大一部分被分配为消息区域，占用320KB。 在当时，这是一个非常大的分配。 ## 50 bps通信 该系统的大部分海外通信使用TELEX（50 bps）。 一个简单的计算表明，填满320KB大约需要20小时。实际上，数据几乎不可能累积到那个程度。 因此，这一区域实际上几乎不可能被完全利用。 此时，512KB RAM感觉绰绰有余。这使得采用“奢侈”的内存映射成为可能：使用整数倍分配，并且不必担心留下未用区域。 ## 与Raspberry Pi Pico的比较 现在的Raspberry Pi Pico拥有约260KB RAM。Pico 2则拥有约520KB。 与之相比，68000系统的本地RAM（192KB）规模相当接近。 访问方式也不同。当时RAM通过VME总线访问，有效带宽为几MB/s。相比之下，Pico通过QSPI从外部闪存读取代码的同时执行。 尽管架构不同，但它们仍可以在相似的规模下进行比较。 ## 在基于Pico的系统上的可行性 第二个系统使用通用板卡构建，因此外壳很大——大约全塔式PC大小——并且结实到可以让成年人坐上去。 当时的68000主频约为8 MHz，而Pico的RP2040运行频率高达133 MHz。仅就时钟速度而言，差距超过十倍。 此外，68000虽然有32位寄存器，但总线是16位的。相比之下，Pico的寄存器和总线都是完全32位的。 综合这些因素，那个时代的通信系统如今很可能可以用一个Pico来实现。 ## 一个1MB就足够的时代 考虑到50 bps的通信限制，即使有1MB内存也几乎不会被完全利用。 在这个时代，通信速度——而非内存——才是主要的瓶颈。 ## 几年之后：考虑48MB 查看1990年代初期的笔记，情况发生了显著变化。 按回车或点击查看完整图片 考虑是否扩展Mac内存的备忘录（原文为日文） 那时，16MB已经不够用，正在考虑扩展到48MB。 此时，系统已经在Mac上处理图像处理和打印相关数据。 ## 不断变化的内存需求 随着焦点从基于文本的通信转向图像和位图处理，内存需求成倍增长。 仅仅几年内，所需容量就发生了巨大变化。 ## 总结 回顾40年前的内存映射，通过其整数倍分配和有意的未用空间，可以窥见当时的设计思路。 随着512KB RAM的加入，优先考虑简洁而非内存效率成为可能。 然而，仅仅几年后，就连48MB也被认为不够用。 内存容量在持续增长，但对内存的需求也在增长。因此，“不够用”的感觉永远不会消失。 （日文版）(https://note.com/noborutkhs/n/nf991bd46571b) ## 系列：重温40年前的旧系统 - 当我用AI分析40年前的旧系统时，它看起来就像现代架构 (https://medium.com/@noborutakahashi/a-40-year-old-system-analyzed-with-ai-it-turned-out-to-have-a-modern-architecture-83751821bf5a) - 本文：40年前的内存映射揭示了一种意想不到的“奢侈”设计 (https://medium.com/@noborutakahashi/a-40-year-old-memory-map-comparable-to-todays-raspberry-pi-pico-932c4309260d) - 几乎所有代码都是我自己写的时代——CHARM-II与裸机系统 (https://medium.com/@noborutakahashi/an-era-when-almost-everything-was-my-code-charm-ii-and-bare-metal-systems-0394fb119744)