以存儲(chǔ)器為中心31存儲(chǔ)系統(tǒng)原理32虛擬存儲(chǔ)器33高速(編輯修改稿)
2024-11-03 00:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的速度差距越來(lái)越大 目前相差 兩個(gè)數(shù)量級(jí) 今后 CPU與主存儲(chǔ)器的速度差距會(huì)更大 存儲(chǔ)器層次 通用寄存器 緩沖棧 Cache 主存儲(chǔ)器 磁盤存儲(chǔ)器 脫機(jī)存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)周期 10ns 10ns 10 ～ 60ns 60 ～ 300ns 10 ～ 30ms 2 ～ 20min 存儲(chǔ)容量 512B 512B 8KB ～ 2MB 32MB ～ 1GB 1GB ～ 1TB 5GB ～ 10TB 價(jià)格 $C/KB 1200 80 訪問(wèn)方式 直接譯碼 先進(jìn)先出 相聯(lián)訪問(wèn) 隨機(jī)訪問(wèn) 塊訪問(wèn) 文件組 材料工藝 ECL ECL SRAM DRAM 磁表面 磁、光等 分配管理 編譯器 分配 硬件調(diào)度 硬件調(diào)度 操作系統(tǒng) 系統(tǒng) / 用戶 系統(tǒng) / 用戶 帶寬 (MB/S) 400 ～ 8000 400 ～ 1200 200 ～ 800 80 ～ 160 10 ～ 100 ～ 存儲(chǔ)系統(tǒng)的頻帶平衡 例 ： Pentium4的指令執(zhí)行速度為 8GIPS， CPU取指令 8GW/s，訪問(wèn)數(shù)據(jù) 16GW/s，各種輸入輸出設(shè)備訪問(wèn)存儲(chǔ)器 1GW/s，三項(xiàng)相加，要求存儲(chǔ)器的頻帶寬度不低于 25GW/s。 如果采用 PC133內(nèi)存，主存與 CPU速度差 188倍 如果采用 PC266內(nèi)存，主存與 CPU速度差 94倍 解決存儲(chǔ)器頻帶平衡方法 (1)多個(gè)存儲(chǔ)器并行工作（本節(jié)下面介紹） (2)設(shè)置各種緩沖存儲(chǔ)器（第五章介紹） (3)采用存儲(chǔ)系統(tǒng)（本章第二、第三節(jié)介紹） 并行訪問(wèn)存儲(chǔ)器 方法： 把 m字 w位的存儲(chǔ)器改變成為 m/n字 n w位的存儲(chǔ)器 邏輯實(shí)現(xiàn)： 把地址碼分成兩個(gè)部分，一部分作為存儲(chǔ)器的地址另一部分負(fù)責(zé)選擇數(shù)據(jù) 主要缺點(diǎn)：訪問(wèn)沖突大 (1)取指令沖突 (2)讀操作數(shù)沖突 (3)寫數(shù)據(jù)沖突 (4)讀寫沖突 選擇器 選擇器 …… 選擇器數(shù)據(jù)寄存器 MBR MBR …… ………存儲(chǔ)體（ m 字 w 位）存儲(chǔ)體 （ m/n 字 nw 位）地址寄存器 MAR MAR一般存儲(chǔ)器 并行訪問(wèn)存儲(chǔ)器? 并行訪問(wèn)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖 1. 高位交叉訪問(wèn)存儲(chǔ)器 主要目的： 擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量 實(shí)現(xiàn)方法： 用地址碼的高位部分區(qū)分存儲(chǔ)體號(hào) 參數(shù)計(jì)算方法 : m：每個(gè)存儲(chǔ)體的容量， n：總共的存儲(chǔ)體個(gè)數(shù)， j：存儲(chǔ)體的體內(nèi)地址， j＝ 0， 1， 2， ...， m1 k：存儲(chǔ)體的體號(hào)， k＝ 0， 1， 2， ...， n1 存儲(chǔ)器的地址： A＝ m k＋ j 存儲(chǔ)器的體內(nèi)地址： Aj＝ A mod m。 存儲(chǔ)器的體號(hào)： Ak＝ Am?????? 交叉訪問(wèn)存儲(chǔ)器 MB R MB R MB R 0…00 …0 . . . 0…0F…F 存儲(chǔ)體 0 0...10... 0 . . . 0…1F...F 存儲(chǔ)體 1 ... F…F 0...0 . . . F…F F...F 存儲(chǔ)體 n 1 MA R MA R MA R … 譯碼器 （高位） 存儲(chǔ)器地址寄存器（低位） ? 高位交叉訪問(wèn)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖 2. 低位交叉訪問(wèn)存儲(chǔ)器 主要目的： 提高存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度 實(shí)現(xiàn)方法： 用地址碼的低位部分區(qū)分存儲(chǔ)體號(hào) 參數(shù)計(jì)算 : m：每個(gè)存儲(chǔ)體的容量， n：總共的存儲(chǔ)體個(gè)數(shù)， j：存儲(chǔ)體的體內(nèi)地址， j＝ 0， 1， 2， ...， m1 k：存儲(chǔ)體的體號(hào)， k＝ 0， 1， 2， ...， n1 存儲(chǔ)器地址 A的計(jì)算公式為： A＝ n j＋ k 存儲(chǔ)器的體內(nèi)地址： Aj＝ 存儲(chǔ)器的體號(hào)： Ak＝ A mod n An?????? MB R MB R MB R 0...0 0...0 0...1 0...0 . . . F ...F 0...0 存儲(chǔ)體 0 0...0 0...1 . . . F ...F 0...1 存儲(chǔ)體 1 ... 0...0 F ...F . . . F …F F ...F 存儲(chǔ)體 n 1 MAR MAR MAR …
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