計算機系統 文章6章(儲存器層次結構)

2021-09-07 01:59:09 字數 1377 閱讀 3690

參考資料:計算機系統的深入了解,第六章

6.1.1 隨機訪問儲存器ram

1.靜態ram(sram)與動態ram(dram)

首先。要有的基本概念:sram儲存乙個位的結構要六個電晶體,dram儲存乙個位的結構為乙個電容(dram可達到較sram更高的密度)。因此sram比dram更加昂貴,帶來的效果是訪問更快。(乙個桌面系統sram不超過幾兆位元組,dram可有幾百到幾千兆位元組)

然後。乙個高階點的概念。sram有穩定狀態。dram(電容)有非常多情況形成漏電使得dram須要每過乙個週期時間就要通過「又一次讀出,再次寫入」來重新整理每一位。

(也有些dram用糾錯碼如用38bit來編碼32個位來解決問題)

最後。sram用來作為快速快取。能夠on-chip,也能夠off-chip(能夠和cpu坐在乙個chip上,也能夠和chip分開);dram用來做main memory和圖形系統的幀緩衝區(預計就是「顯示卡」)。

2.傳統dram的形象是如何的?

w個dram單元(乙個單元儲存乙個bit)形成乙個supercell(假設dram晶元是乙個矩陣,那麼乙個supercell就是乙個矩陣元素)---》

d個supercell組成a*b的矩陣形式。形成乙個dram晶元,這樣這塊晶元有a*b*w個bit(之所以d個supercell組成矩陣而不是線性陣列的原因是為了減少晶元上位址引腳的數量。

多塊dram晶元包裝在儲存器模組(memory module)中。這個memory module是柴刀主機板的擴充套件槽上的。---》

晶元通過叫做pin的外部聯結器流入和流出晶元

3.怎樣訪問主存

首先。明白計算機中是誰要訪問主存?是cpu。

而主存是存在於cpu之外的(off the chip)

然後,概括的講訪問主存的流程:資料流通過成為匯流排(bus)的共享電子電路在cpu和dram之間來來回回。

具體一點地說。

1)不同計算機系統對於匯流排有不同的設計,本書採用的是當中一種高階匯流排體系結構,詳細結構見圖6-6.因此,這裡講的cpu怎樣怎樣對main memory訪問是基於這個匯流排體系結構的。

2)資料通過匯流排(此體系中有系統匯流排和儲存器匯流排)在晶元之間(cpu--i/o橋--main memory)流動。

4.儲存器層次結構中各層次的速度基本概念

最高層指的是cpu暫存器(顧名思義,應該是在chip上面)。訪問速度為乙個時鐘週期;

接下來是較小的(幾兆)基於sram的快速快取儲存器,能夠在幾個2~4個時鐘週期訪問(ns級);

然後是較大的(幾百兆~千兆)基於dram的主存,能夠在10~10^2個時鐘週期內訪問。

接下來是容量非常大的本地磁碟,訪問時間是dram所需時間的10^3倍(如2500倍。ms級);

最後,是一層在遠端的server磁碟。需要訪問他們通過網路。

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