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第六章 存储器层次结构
存储器系统:一个具有不同容量或成本和访问时间的存储设备的层级结构
6.1 存储技术
早期计算机只有几千字节的随机访问存储器,最早的IBM PC 甚至没有硬盘
6.11
随机访问存储器 : 静态(SRAM):用来作为高速缓存存储器,可在CPU芯片上,也可以在片下
动态(DRAM):用来作为主存以及图形系统的帧缓冲区
静态RAM :SRAM将每个位存储在一个双稳态的存储单元里
由于SRAM存储器单元的双稳态性,只要有电,它就会永远保持它的值。
动态RAM : DRAM将每个位存储为对一个电容的充电
DRAM存储器单元对干扰非常敏感,当电容电压被扰乱后,它就永远不会恢复了
传统的DRAM : DRAM芯片中的单原被分成d个超单元,每个超单元都由w个DARM单元组成 ,一个d*w的DRAM总共存储了dw位信息。
每个DRAM芯片被连接到某个称为存储控制器的电路,这个电路可以一次传送w位到每个DRAM芯片或一次从每个DRAM芯片中传出w位。
存储器模块
DRAM芯片包装在存储器模块中,它是插到主板的扩展槽上的
常见包装: 168个引脚的双列直插存储器模块(以64位传送)
72个引脚的单列直插存储器模块(以32位传送)
增强的DRAM : 快页模式
扩展数据输出DRAM
同步DRAM
双倍数据速率同步DRAM
视频RAM
非易失性存储器: 若断电,DRAM和SRAM会丢失他们的信息,从这个意义上说,它们是易失的,虽然ROM中有的类型既可以读也可以写,但是他们整体上都称为只读存储器。
PROM(可编程ROM)只能被编程一次
闪存:一类非易失性存储器,基于EEPROM
访问主存: 数据流量通过称为总线的共享电子电路在处理器和DRAM主存之间来来回回。
主线:一组并行的导线,能携带地址,数据和控制信息
磁盘存储: 磁盘是广为应用的保存大量数据的存储设备,存储数据的数量级可以达到几百几千兆字节,而基于RAM的存储器只能有几百或几千兆字节。
构造: 由盘片构成的,盘片表面覆盖磁性记录材料,中央有可选装的主轴。
磁盘容量由以下技术因素决定:
记录密度
磁道密度
面密度
磁盘操作: 寻道时间
旋转时间
传送时间
逻辑磁盘块
连接到1/0设备: 通用串行总线
圆形卡
主机总线适配器
6.13 固态硬盘 (SSD)
:是一种基于闪存的存储技术
一个SSD包由一个或多个闪存芯片和闪存翻译层组成,SSD包插到I/0总线上标准硬盘插槽中,行为就和其他硬盘一样,处理来自CPU的读写逻辑磁盘块的请求。
6.2 局部性
: 一个编写良好的计算机程序常常具有良好的局部性
时间局部性
空间局部性
:对数据引用的局部性
取指令的局部性
6.3 存储器层次结构 : 存储技术
计算机软件
硬件和软件的这些基本属性的互相补充称为:存储器层次结构
缓存:使用高速缓存的过程
数据总是以块的大小为传送单元
缓存命中
缓存不命中
缓存管理
6.4 高速缓存存储器
早期的计算机存储器曾次结构只有三层:CPU寄存器 DRAM主存储器和磁盘存储
通用的高速缓存存储器结构
直接映射高速缓存 :每个组只有一行的高速缓存
直接映射高速缓存中的组选择
直接映射高速缓存中的行匹配
直接映射高速缓存中的字选择
直接映射高速缓存中不命中时的行替换
运行中的直接映射高速缓存
读地址0的字
读地址1的字
读地址13的字
读地址8的字
直接映射高速缓存中的冲突不命中
6.4.3 组相联高速缓存
组组联高速缓存中的组选择
组组联高速缓存中的行匹配和字选择
组组联高速缓存中不命中的行替换
6.4.4 全相联高速缓存
全相联高速缓存的组选择
全相联高速缓存中的航匹配和字选择
6.4.7 高速缓存性能的参数影响
高速缓存大小的影响
块大小的影响
相联度的影响
写策略的影响
参考了书本
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原文地址:http://www.cnblogs.com/20135331wenyi/p/4913867.html