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-資料下載頁
2024-09-28 00:45本頁面
【導(dǎo)讀】度最快，存儲(chǔ)容量最大，單位容量的價(jià)格最便宜。成為一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)。T≈min（T1，T2，…S＝max（S1，S2，…，Sn），用MB或GB表示。C≈min（C1，C2，…，Cn），用每位的價(jià)格表示。速度接近Cache的速度，每位價(jià)格接近主存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)容量是虛擬地址空間，情況下，分別計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問效率。一是提高命中率H，特別懸殊，例如：T2＝105T１。到達(dá)e＝，問需要有多高的命中率？方法：不命中時(shí)，把M2存儲(chǔ)器中相鄰多個(gè)單。元組成的一個(gè)數(shù)據(jù)塊取出來送入M1存儲(chǔ)器中。當(dāng)Cache的塊大小為一個(gè)字時(shí)，命中率H＝。解：n＝4×5＝20，復(fù)利用率至少為數(shù)據(jù)在主存儲(chǔ)器中的重44
【正文】 2， w＝ 512， Tm＝ 1280ns， Bm＝ n w/tm＝ 32?512b/1280ns ＝ ＝ ＝ 400MW/s 提高 512倍 實(shí)際速度的提高要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)字 無沖突訪問存儲(chǔ)器 1. 一維數(shù)組 (向量 )的無沖突訪問存儲(chǔ)器 按連續(xù)地址訪問，沒有沖突， 位移量為 2的變址訪問，速度降低一倍， … 0 號(hào)體 1 號(hào)體 2 號(hào)體 3 號(hào)體 體內(nèi)地址 0 a 0 a 1 a 2 a 3 1 a 4 a 5 a 6 a 7 2 a 8 a 9 a 10 a 11 3 … … … … 具體方法： 存儲(chǔ)體的個(gè)數(shù)取質(zhì)數(shù)，且 n≥ 向量長度。 原因： 變址位移量必然與存儲(chǔ)體個(gè)數(shù)互質(zhì) 例如： Burroughs公司巨型科學(xué)計(jì)算機(jī) BSP 存儲(chǔ)體個(gè)數(shù)為 17 向量長度 ≤ 16 我國研制的銀河巨型向量機(jī) 存儲(chǔ)體的個(gè)數(shù)為 37 向量長度 ≤ 32 2. 二維數(shù)組的無沖突訪問存儲(chǔ)器 要求： 一個(gè) n n的二維數(shù)組，按行、列、對(duì)角線和反對(duì)角線訪問，并且在不同的變址位移量情況下，都能實(shí)現(xiàn)無沖突訪問。 順序存儲(chǔ)： 按行、對(duì)角線訪問沒有沖突，但按列訪問每次沖突 0 號(hào)體 1 號(hào)體 2 號(hào)體 3 號(hào)體 體內(nèi)地址 0 a00 a 01 a 02 a 03 1 a10 a 11 a 12 a 13 2 a20 a 21 a 22 a 23 3 a30 a 31 a 32 a 33 錯(cuò)位存儲(chǔ)： 按行、按列訪問無沖突， 但按對(duì)角線訪問有沖突 0 號(hào)體 1 號(hào)體 2 號(hào)體 3 號(hào)體體內(nèi)地址 0 a00 a 01 a 02 a 031 a13 a 10 a 11 a 122 a22 a 23 a 20 a 213 a31 a 32 a 33 a 30n n二維數(shù)組無沖突訪問存儲(chǔ)方案 ( P Budnik 和 D J Kuck提出 ) ： 并行存儲(chǔ)體的個(gè)數(shù) m≥n，并且取質(zhì)數(shù)，同時(shí)還要在行、列方向上錯(cuò)開一定的距離存儲(chǔ)數(shù)組元素。 設(shè)同一列相鄰元素在并行存儲(chǔ)器中錯(cuò)開 d1個(gè)存儲(chǔ)體存放，同一行相鄰元素在并行存儲(chǔ)器中錯(cuò)開 d2個(gè)存儲(chǔ)體存放。當(dāng) m＝ 22p＋ 1（ p為任意自然數(shù)）時(shí)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)按行、按列、按對(duì)角線和按反對(duì)角線無沖突訪問的充要條件是： d1＝ 2P， d2＝ 1。 例如： 4 4的二維數(shù)組，取并行存儲(chǔ)體的個(gè)數(shù) m＝ 5，由關(guān)系式 m＝ 22P＋ 1，解得到 p＝ 1，計(jì)算得到： d1＝ 21＝ 2 d2＝ 1 0 號(hào)體 1 號(hào)體 2 號(hào)體 3 號(hào)體 4 號(hào)體體內(nèi)地址0a 00 a 01 a 02 a 031 a13 a 10 a 11 a 122 a21 a 22 a 23 a 203 a30 a 31 a 32 a 3344 n n數(shù)組中的任意一個(gè)元素 aij在無沖突并行存儲(chǔ)器中的體號(hào)地址和體內(nèi)地址的計(jì)算公式： 體號(hào)地址： (2P i＋ j＋ k) MOD m 體內(nèi)地址： i 其中： 0≤i≤n－ 1， 0≤j≤n－ 1， k是數(shù)組的第一個(gè)元素 a00所在體號(hào)地址， m是并行存儲(chǔ)體的個(gè)數(shù)，要求 m≥n且為質(zhì)數(shù)， p是滿足 m＝ 22P＋ 1關(guān)系的任意自然數(shù)。 主要缺點(diǎn)： 浪費(fèi)存儲(chǔ)單元 對(duì)于 n n數(shù)組 ,有 (mn) m個(gè)存儲(chǔ)單元浪費(fèi) 主要優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)簡單 列元素順序存儲(chǔ)，行元素按地址取模順序存儲(chǔ) 3. 二維數(shù)組的無沖突訪問存儲(chǔ)器 (之二 ) 規(guī)則： 對(duì)于任意一個(gè) n n的 數(shù)組，如果能夠找到滿足n＝ 22P關(guān)系的任意自然數(shù) p，則這個(gè)二維數(shù)組就能夠使用 n個(gè)并行存儲(chǔ)體 實(shí)現(xiàn)按行、列、對(duì)角線和反對(duì)角線的無沖突訪問。 4 4數(shù)組用 4個(gè)存儲(chǔ)體的無訪問沖突存儲(chǔ)方案 0 號(hào)體 1 號(hào)體 2 號(hào)體 3 號(hào)體體內(nèi)地址 0 a00 a 20 a 30 a 101 a21 a 01 a 11 a 312 a32 a 12 a 02 a 223 a13 a 33 a 23 a 03實(shí)現(xiàn)方法： 假設(shè) aij是 4 4數(shù)組中的任意一個(gè)元素， 下標(biāo) i和 j都可以用兩位二進(jìn)制表示。假設(shè) i和 j的高位和低位分別為iH、 iL、 jH和 jL， 則 aij在無沖突并行存儲(chǔ)器中的體號(hào)地址和體內(nèi)地址如下： 體號(hào)地址： 2(iL ? jH)＋ (iH ? iL ? jL) 體內(nèi)地址： j 其中： 0≤i≤3， 0≤j≤3 主要優(yōu)點(diǎn)： 沒有浪費(fèi)的存儲(chǔ)單元 ， 主要缺點(diǎn)： 在執(zhí)行并行讀和寫操作時(shí)需要借助比較復(fù)雜的對(duì)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò) 。
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