第六章存储器层次结构

第六章   存储器层次结构

参考资料http://www.cnblogs.com/hyq20135317/ 韩玉琪的博客

存储器系统是一个线性的字节数组。是一个具有不同容量、成本和访问时间的存储设备的层次结构。

    分类：1.靠近CPU的高速缓存存储器；    2.相对慢速的主存储器

      存储器层次结构:指令制定期间——0周期；

                   高速缓存中——1-30个周期；

                   主存中——50-200个周期；

                   磁盘上——几千万个周期。

基本属性——局部性：多次访问相同数据项集合。

存储技术：1.SRAM存储器 

2.DRAM存储器 

3.ROM存储器  

4.旋转的个固态的硬盘

6.1     存储技术

1. 随机访问存储器（RAM）

分类：静态（SRAM）——双稳态的（摆钟的左右两边状态）

动态（DRAM）——对干扰敏感

传统DRAM——分成d个超单元

存储器模块：1.双列（DIMM）     2.单列（SIMM）

增强的DRAM：快页模式

扩展数据输出

双倍数据速率通过不

      非易失性存储器

      访问主存——总线事务、读事务、写事务

1. 磁盘存储

盘片：表面*2+磁道+扇区（512bety）+间隙+主轴

旋转速率（5400-15000r/min）

容量=字节数*平均扇区数*磁道数*表面数*盘片数

扇区的访问时间=寻道时间+旋转时间+传送时间

1. 逻辑磁盘块三元组：盘面、磁道、扇区——唯一表示物理扇区
2. 固态硬盘

6.2     局部性

1. 对程序数据的引用：步长为k的引用模式、行优先顺序
2. 取指令

6.3     存储器层次结构

 

1. 缓存：高速缓存——高速缓存cash是一个小而快速的存储设备，它作为存储在更大、更慢的设备中的数据对象的缓冲区域。使用高速缓存的过程称为缓存。
2. 缓存命中：当前存储在第k层的一个块中查找，刚好缓存在第k层中

缓存不命中种类：1）.强制性不命中（冷缓存）——放置策略

2）.冲突不命中

1. 缓存管理

6.4     高速缓存存储器

L1高速缓存：位于CPU寄存器文件和主存之间，访问速度2-4个时钟周期

L2高速缓存：位于L1高速缓存和主存之间，访问速度10个时钟周期

L3高速缓存：位于L2高速缓存和主存之间，访问速度30或40个时钟周期

1. 通用的高速缓存存储器结构

 

      m：每个存储器地址有m位，形成M=2^m个不同的地址

      S：这个数组中有S=2^s个高速缓存组

      E：每个组包含E个高速缓存行

      B：每个行是由一个B=2^b字节的数据块组成的

参考资料：http://www.cnblogs.com/hyq20135317/p/4905723.html