计算机组成原理：有哪些技术能够提高CPU访存速度？---双端口存储器和多模块存储器

知识总览：

存取周期~衡量整个存储器的工作速度

为了提高CPU 访问存储器的速度，可以采用双端口存储器、多模块存储器等技术，它们同属并行技术，前者为空间并行，后者为时间并行。

一、双端口存储器

双端口RAM 是指同一个存储器有左、右两个独立的端口，分别具有两组相互独立的地址线、数据线和读写控制线，允许两个独立的控制器同时异步地访问存储单元，如图所示。当两个端口的地址不相同时，在两个端口上进行读写操作一定不会发生冲突。

两个端口对同一主存操作有以下4种情况：
1，两个端口不同时对同一地址单元存取数据 √
2，两个端口同时对同一地址单元读出数据 √
3，两个端口同时对同一地址单元写入数据 （×写入错误）
4，两个端口同时对同一地址单元，一个写入数据，一个读出数据 （×读出错误）

解决办法：加一个控制信号，忙信号（如图所示）。置
“忙”信号为0，由判断逻辑决定暂时关闭一个端口（即被延时），未被关闭的端口正常访问，被关闭的端口延长一个很短的时间段后再访问。

二、多模块存储器

CPU 的速度比存储器的快，若同时从存储器中取出n 条指令，就可充分利用CPU 资源，提高运行速度。多模块存储器就是基于这种思想提出的。

(1)单体多字存储器

单体多字系统的特点是存储器中只有一个存储体，每个存储单元存储m 个字，总线宽度也为m 个字。一次并行读出m 个字，地址必须顺序排列并处于同一存储单元。单体多字系统在一个存取周期内从同一地址取出m条指令，然后将指令逐条送至CPU执行，即每隔1/m 存取周期， CPU 向主存取一条指令。显然，这增大了存储器的带宽，提高了单体存储器的工作速度。

缺点：指令和数据在主存内必须是连续存放的，一旦遇到转移指令，或操作数不能连续存放，这种方法的效果就不明显。

(2)多休并行存储器

多体并行存储器由多体模块组成。每个模块都有相同的容量和存取速度，各模块都有独立的读写控制电路、地址寄存器和数据寄存器。它们既能并行工作，又能交叉工作。

多体并行存储器分为高位交叉编址（顺序方式）和低位交叉编址（交叉方式）两种。

地位交叉编址 -->流水线技术


补充：可以并行工作。如总线宽度为mW时，可以同时取出长度为mW的数据。