计算机系统：第6章（存储器层次结构）

参考材料：深入理解计算机系统，第六章

6.1.1 随机访问存储器RAM

1.静态RAM（SRAM）与动态RAM（DRAM）

首先。要有的基本概念：SRAM存储一个位的结构要六个晶体管，DRAM存储一个位的结构为一个电容（DRAM可达到较SRAM更高的密度）。因此SRAM比DRAM更加昂贵，带来的效果是访问更快。（一个桌面系统SRAM不超过几兆字节，DRAM可有几百到几千兆字节）

然后。一个高级点的概念。SRAM有稳定状态，DRAM（电容）有很多情况形成漏电使得DRAM需要每过一个周期时间就要通过“重新读出，再次写入”来刷新每一位。（也有些DRAM用纠错码如用38bit来编码32个位来解决这个问题）

最后。SRAM用来作为高速缓存，可以on-chip，也可以off-chip（可以和CPU坐在一个chip上，也可以和chip分开）；DRAM用来做main memory和图形系统的帧缓冲区（估计就是“显卡”）。

2.传统DRAM的形象是怎样的？

w个DRAM单元（一个单元存储一个bit）形成一个supercell（如果DRAM芯片是一个矩阵，那么一个supercell就是一个矩阵元素）---》

d个supercell组成a*b的矩阵形式，形成一个DRAM芯片，这样这块芯片有a*b*w个bit（之所以d个supercell组成矩阵而不是线性数组的原因是为了降低芯片上地址引脚的数量。但是矩阵组织形式的缺点是要分2步发送地址：行+列，这增加了访问时间）---》

多块DRAM芯片包装在存储器模块（memory module）中，这个memory module是柴刀主板的扩展槽上的。---》

芯片通过叫做pin的外部连接器流入和流出芯片

3.如何访问主存

首先。明确计算机中是谁要访问主存？是CPU。而主存是存在于CPU之外的（off the chip）

然后，概括的讲访问主存的流程：数据流通过成为总线（bus）的共享电子电路在CPU和DRAM之间来来回回。

详细一点地说。

1）不同计算机系统对于总线有不同的设计，本书采用的是其中一种高级总线体系结构，具体结构见图6-6.因此，这里讲的CPU如何如何对main memory访问是基于这个总线体系结构的。

2）数据通过总线（此体系中有系统总线和存储器总线）在芯片之间（CPU--I/O桥--main memory）流动。

4.存储器层次结构中各层次的速度基本概念

最高层指的是CPU寄存器（顾名思义，应该是在chip上面），访问速度为一个时钟周期；

接下来是较小的（几兆）基于SRAM的高速缓存存储器，可以在几个2~4个时钟周期访问（ns级）；

然后是较大的（几百兆~千兆）基于DRAM的主存，可以在10~10^2个时钟周期内访问；

接下来是容量很大的本地磁盘，访问时间是DRAM所需时间的10^3倍（如2500倍，ms级）；

最后，是一层在远程服务器上的磁盘，需要通过网络来访问它们。