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Wenn jemand die Bezeichnung "Gedächtnis verwendet," beziehen sich sie gewöhnlich auf den Datenspeicher, der von den engagierten Spänen bereitgestellt wird, die auf dem Motherboard gelegen sind. Die Ablage, die diese Späne zur Verfügung stellen, gekennzeichnet häufig als RAM (RAM), Hauptspeicherund Hauptspeicher. Zurück im Eisenzeitalter, als Mainframes die Masse gingen, wurde es den Kern genannt. Die Ablage, die von diesen Spänen bereitgestellt wird, ist löschbar, die sagen soll, daß Daten in den Spänen verloren sind, wenn der Strom abgeschaltet wird.
Es gibt verschiedene Arten von RAM:
DRAM
SDRAM
SRAM
VRAM
Dynamisches RAM (DRAM) muß neugeladene Tausenden Zeiten sein jede Sekunde. Synchroner DRAM (SDRAM) wird mit der Taktgebergeschwindigkeit erneuert, an der der Prozessor am leistungsfähigsten laufen läßt. Statisches RAM (SRAM) braucht nicht, wie DRAM, und dieser erneuert zu werden bildet es viel schneller. Leider ist SRAM auch viel kostspieliger als DRAM und wird kaum verwendet. SRAM neigt, in den Prozessorpufferspeichern verwendet zu werden und DRAM neigt, für Großhandelsgedächtnis verwendet zu werden. Schließlich gibt es videocRam (VRAM), das eine Region des Gedächtnisses verwendet durch videokleinteile ist.
Neue technische Fortschritte und spezielle Optimierungen eingeführt von bestimmten Herstellern haben zu eine Anzahl von zusätzlichen Akronymen geführt. Sind hier ein Paar von ihnen:
DDR SDRAM
RDRAM
ESDRAM
DDR SDRAM steht für doppelten Datenrate synchronen dynamischen RAM. Mit DDR SDRAM, werden Daten auf dem Steigen und dem Fallen des System Taktgeberhäckchens gelesen und im Allgemeinen verdoppeln die vorhandene Bandbreite normalerweise. RDRAM ist für Rambus DRAM kurz, eine leistungsstarke Version von DRAM verkauft von Rambus, der Daten bei 800 MHZ übertragen kann. Der erhöhte synchrone DRAM (ESDRAM), hergestellt durch erhöhte Gedächtnis-Systeme, liefert eine Weise, SRAM mit preiswerterem SDRAM zu ersetzen.
Eine Spitze ist eine einzelne Binärstelle (d.h., 1 oder 0). Eine Spitze in einem RAM-Span ist im Allgemeinen eine Zelle Struktur, die, abhängig von der Art von RAM, eine bestimmte Konfiguration der Transistoren und Kondensatoren besteht. Jede Zelle ist ein digitaler Schalter, dem entweder sein kann auf oder weg (d.h., 1 oder 0). Diese Zellen werden in 8-bit Maßeinheiten Anruf- Bytes gruppiert. Das Byte ist die grundlegende Maßeinheit für das Messen der Menge des Gedächtnisses bereitgestellt von einer Speichervorrichtung. In den frühen Jahren pflegten Hardwareverkäufer, unterschiedliche Bytegrößen einzuführen. Ein Verkäufer würde einen 6-bit.byte benutzen und andere würden ein 16-bit Byte verwenden. Der de Facto Standard, den jeder scheint, vorbei heute zu bleiben jedoch ist das 8-bit Byte.
Es gibt einen vollständigen Satz Byte-gegründete Metrik, zum der Größe eines doppelt belegten zu spezifizieren:
1 Byte = 8 Bits
1 Wort = 2 Bytes
1 doppeltes Wort = 4 Bytes
1 Viererkabelwort = 8 Bytes
1 Oktalwort = 8 Bytes
1 Punkt = 16 Bytes
1 Kilobyte (KB) = 1.024 Bytes
1 Megabyte (MB) = 1,024KB = 1.048.576 Bytes
1 Gigabyte (GB) = 1,024MB = 1.073.741.824 Bytes
1 Terabyte (TB) = 1,024GB = 1.099.511.627.776 Bytes
1 petabyte (PB) = 1,024TB = 1.125.899.906.842.624 Bytes
| Anmerkung | In den achtziger Jahren ein Megabyte von DRAM war zu haben ein grosses Abkommen. Zicklein pflegten, ihre Eltern für Aufsteigen des Gedächtnisses abzuhören 16KB, also könnte ihr Atari 400s größere Spiele spielen. Zu der Zeit als, nur ein Megabyte zu haben nicht ein bedeutendes Problem weil Ingenieure neigt, im Versammlung Code zu programmieren und sehr kleine Programme zu errichten war. Tatsächlich wird dieser Anführungsstrich 1981 häufig Bill Gates zugeschrieben: "640K soll genug für jedes sein." |
Heute haben die meisten Entwicklung Maschinen mindestens 128MB von DRAM. 2002 256MB scheint zu haben, die Norm zu sein. 10 Jahre ab jetzt, konnte ein Gigabyte die Standardmenge von DRAM sein (wenn wir noch DRAM verwenden). Hoffnungsvoll veranschlägt jemand mich nicht.
RAM ist nicht der einzige Platz, zum von von Daten zu speichern, und dieses ist, was uns zur Gedächtnishierarchie führt. Die Strecke der unterschiedlichen Plätze, die benutzt werden können, um Informationen zu speichern, kann entsprechend ihrer Nähe zum Prozessor bestellt werden. Bestellendes dieses produziert die folgende Hierarchie:
Register
Pufferspeicher
RAM
Magnetplattenspeicher
Die Primärunterscheidung zwischen diesen Speicherbereichen ist ihre Gedächtnislatenz oder Sträflingzeit. Ablage näeher an dem Prozessor dauert weniger Zeit als Ablage zugänglich zu machen, die weiteres weg ist. Die Latenz, die in zugänglich machenden Daten bezüglich eines Festplattenlaufwerks erfahren wird, ist viel grösser als die Latenz, die auftritt, wenn der Prozessor Gedächtnis in seinem Pufferspeicher zugänglich macht. Z.B. neigt DRAM-Latenz, in den Nanosekunden gemessen zu werden. Laufwerklatenz neigt jedoch, in den Millisekunden gemessen zu werden!
Register sind kleine Speicherplätze, die im Prozessor selbst sich befinden. Register sind der Lieblingsarbeitsbereich eines Prozessors. Die meisten der Alltagsarbeit des Prozessors wird an den Daten in den Registern durchgeführt. Bewegliche Daten von einem Register zu anderen sind die einzelne angebrachteste Weise, Daten zu verschieben.
Die Software Engineers, die Compiler entwerfen, springen durch alle Art der Bänder gerade, um Variablen und Konstanten in den Registern zu halten. Haben vieler Register erlaubt, daß mehr Zustandes eines Programms innerhalb des Prozessors selbst gespeichert werden und Schnitt werfen auf Gedächtnislatenz nieder. Der Prozessor MIPS64 hat 32, 64-bit, universelle Register aus diesem Grund. Das Itanium, Intels folgendes Erzeugung 64-bitspan, geht ein Schritt weiter und hat buchstäblich Hunderte Register.
Der Intel Pentium-Prozessor hat einen mannigfaltigen Satz Register. Es gibt sechs, 16-bit, Segmentregister (CS, DS, ES, Rumpfstation, GS, SS). Es gibt acht, 32-bit, universelle Register (EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP, BESONDERS). Es gibt auch ein 32-bit Störung Markierungsfahne Register (EFLAGS) zum von von Problemen und von von 32-bit Befehlszeiger (EIP) zu signalisieren.
Vorgerückte Gedächtnismanagementfunktionen werden durch vier System Register (GDTR, LDTR, IDTR, TR) und fünf Modussteuerregister erleichtert (CR0, CR1, CR2, CR3, CR4).
| Anmerkung | Es ist interessant, zu merken, wie die Ansammlung des Pentiums der Register durch historische Kräfte begrenzt worden ist. Die Designanforderung, die rückwärtige Kompatibilität verlangt, hat das Pentium ergeben, das nur einige mehr Register als die 8086 hat. |
Ein Pufferspeicher liefert Zwischenspeicher, der schneller erreicht werden kann als DRAM. Indem er rechnerisch intensive Teile eines Programms in den Pufferspeicher legt, kann der Prozessor die Unkosten von vermeiden DRAM zugänglich machen fortwährend müssen. Die Sparungen können drastisch sein. Es gibt unterschiedliche Arten der Pufferspeicher. Ein Pufferspeicher L1 ist ein Speicherplatz, der auf dem Prozessor selbst ist. Ein Pufferspeicher L2 ist gewöhnlich ein SRAM Span außerhalb des Prozessors (zum Beispiel, die Intel Pentium-rückten 4 Schiffe mit 256 oder 512KB L2 Übergangspufferspeicher vor).
| Anmerkung | Wenn Sie versuchen, Code zu optimieren, der im Pufferspeicher durchführt, sollten Sie nicht notwendige Funktion Anrufe vermeiden. Ein Anruf zu einer entfernten Funktion erfordert den Prozessor, Code durchzuführen, der außerhalb des Pufferspeichers liegt. Dieses veranläßt den Pufferspeicher neu zu laden. Dieses ist ein Grund, warum bestimmte C Kompilatoren Ihnen die Wahl des Erzeugens von von Inline-Funktionen anbieten. Die andere Seite der Münze ist, daß ein Programm, das Inline-Funktionen verwendet, viel größer als eins ist, das nicht. Der Größe-gegen-Geschwindigkeit Kompromiß ist eine ausgleichende Tat, die seine Überschuss-Informatik des Kopfes ganz aufrichtet. |
Magnetplattenspeicher ist die Wahl des letzten Erholungsortes. Traditionsgemäß Speicherkapazitaet ist benutzt worden, um virtuellen Speicher zu verursachen. Virtueller Speicher ist Gedächtnis, das simuliert wird, indem man Speicherkapazitaet verwendet. Das heißt, werden die Teile des Gedächtnisses, normalerweise gespeichert im DRAM, zur Scheibe geschrieben, damit die Menge des Gedächtnisses, das der Prozessor zugänglich machen kann, grösser ist, als die tatsächliche Menge des körperlichen Gedächtnisses. Z.B. wenn Sie 10MB von DRAM haben und Sie 2MB von Speicherkapazitaet verwenden, um Gedächtnis zu simulieren, kann der Prozessor 12MB des virtuellen Speichers dann zugänglich machen.
Virtuellen Speicher zu verwenden ist wie das Bilden eines Abkommens mit dem Teufel. Sicher, erhalten Sie Lose des Extragedächtnisses, aber Sie zahlen schrecklichen Kosten in Leistung ausgedrückt. Scheibe I/O bezieht eine vollständige Reihe vorgeschriebene Tätigkeiten mit ein, von denen einige mechanisch sind. Es wird geschätzt, daß Paginierung auf Windows ungefähr 10% von Ausführungszeit erklärt. Handhabender virtueller Speicher erfordert eine Menge Buchhaltung von seiten des Prozessors.
Magnetplattenspeicher ist immer preiswerter als RAM gewesen. Zurück in den sechziger Jahren, als 8KB von RAM eine grosse Investition war, war das Verwenden der Scheibe, um virtuellen Speicher zu verursachen vermutlich sinnvoll. Heute jedoch ist die Kostendiskrepanz zwischen DRAM und Laufwerken nicht so bedeutend, wie sie zurück dann war. Eine Maschine mit 512MB von SDRAM zu kaufen ist nicht von ungehört. Es könnte sein, daß virtueller Speicher ein komplettes Relikt oder eingeführt als irgendeine Art des Dringlichkeitsschutzes wird.
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