Память Иерархия

Когда кто-то использует термин "память", они, как правило, говоря о хранения данных, представленной посвященная чипов, расположенных на системной плате. Хранение этих чипов обеспечивают часто называют памяти произвольного доступа (RAM), основную память, и главная хранения. Вернуться в железного века, когда ЭВМ ходил на земле, он назвал основные. Хранение представленной этих чипов является неустойчивым, который заключается в том, чтобы сказать, что данные в микросхемах будет потерян, когда власть отключаться.

Есть различные виды памяти:

• DRAM

• SDRAM

• SRAM

• VRAM

Динамической RAM (DRAM) должна быть пополняемой тысяч раз в секунду. Synchronous DRAM (SDRAM) обновляется на часы скорость, с которой процессор работает наиболее эффективно. Статического ОЗУ (SRAM), не должны быть обновлены, как DRAM, и это делает ее гораздо быстрее. К сожалению, SRAM также гораздо дороже, чем DRAM и используется редко. SRAM, как правило, используется в процессор тайников и DRAM, как правило, используется для оптовых памяти. Наконец, есть Video RAM (VRAM), который является регионом памяти используется видео-оборудования.

Последние достижения в области технологии и специальные оптимизации осуществляется определенных производителей, привели к ряду дополнительных сокращений. Вот несколько из них:

• DDR SDRAM

• RDRAM

• ESDRAM

DDR SDRAM выступает за двойной скоростью передачи данных синхронной динамической памяти произвольного доступа. Что DDR SDRAM, данные для чтения как на рост и падение на системных часах галочкой, в основном удвоение пропускной способности, как правило, имеется. RDRAM не хватает для Рамбус DRAM, это высокоэффективный вариант DRAM, проданных Рамбус, которые могут передавать данные на 800 МГц. Повышение Synchronous DRAM (ESDRAM), изготовленных на расширение памяти системы, предоставляет возможность заменить SRAM с дешевой SDRAM.

Немного является одной двоичной цифры (например, 1 или 0). Немного в памяти чипа, в основном ячейки структуры, которые составляют, в зависимости от типа памяти, в определенной конфигурации транзисторов и конденсаторов. Каждая ячейка цифровой переключатель, который может быть либо или отключить (например, 1 или 0). Эти клетки группируются в 8-бит единиц слово байт. В байт является основополагающей ячейкой для измерения объема памяти обеспечивается за счет устройства хранения. В первые годы, продавцов аппаратного обеспечения, используемых для осуществления различных размеров байт. Один из продавцов будет использовать 6-битный байт, а другой будет использовать 16-битный байт. В стандартом де-факто, что каждый, как выполнить сегодня, однако, является 8-битный байт.

Существует целый набор байт на основе показателей указать размер памяти регион:

1 байт = 8 бит

1 слово = 2 байта

1 двойное слово = 4 байта

1 квад слово = 8 байт

1 восьмеричное слово = 8 байт

1 пункт = 16 байт

1 килобайт (KB) = 1.024 байт

1 мегабайт (Мб) = 1.024 Кб = 1.048.576 байт

1 гигабайт (ГБ) = 1.024 Мб = 1.073.741.824 байт

1 гигабайт (ГБ) = 1024GB = 1099511627776 байт

1 петабайта (PB) = 1024TB = 1125899906842624 байт

Сегодня большинство развития машины, по крайней мере, 128 Мбайт DRAM. В 2002 году с 256MB видимому, является нормой. Десять лет, один гигабайт может быть стандартная сумма DRAM (если мы все еще пользуетесь DRAM). Надеюсь, кто-то не будет процитировать меня.

RAM является не только местом для хранения данных, и это то, что ведет нас к памяти иерархии. В разных местах, которые могут быть использованы для хранения информации может быть вынесено в соответствии с их близостью к процессору. Этот заказ производит следующие иерархии:

1. Реестров

2. Кэш

3. RAM

4. Диск хранения

Основной различие между этими районами хранения является их латентность памяти, или лаг времени. Хранение ближе к процессору требуется меньше времени, чем на доступ хранения, что также немедленно. В латентность опыт в получении доступа к данным на жестком диске гораздо больше, чем латентность, что происходит, когда процессор обращается к памяти, в его кэш. Так, например, DRAM задержки, как правило, измеряется в наносекунд. Диска, скрытые, однако, как правило, измеряется в миллисекундах!

Регистры небольших складских помещений, которые находятся в пределах самого процессора. Регистры процессора любимых рабочее место. Большинство процессоров повседневной работы выполняется на данных в регистрах. Перемещение данных из одного регистра в другой, является наиболее целесообразным способом перемещения данных.

Программное обеспечение инженеры разработки компиляторов будут прыгать через всевозможные обручи только для того, чтобы держать переменных и констант в регистры. Наличие большого количества регистров позволяет в большей степени программы государства должны храниться в себя процессор и сократить задержки памяти. В MIPS64 процессор имеет 32, 64-бит, общего назначения, регистры для этой самой причине. На Итаниум, Intel следующего поколения, 64-битный чип, идет еще дальше, и буквально сотни регистров.

В Intel Pentium процессор имеет широкий набор регистров. Существуют шесть, 16-бит, сегмент регистров (CS, DS, ES, FS, GS, SS). Есть восемь, 32-бит, общего назначения, регистров (EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, ЭОД, EBP, ESP). Существует также 32-битные ошибки флаг регистра (EFLAGS), чтобы указать проблемы, и 32-битный указатель инструкции (EIP).

Дополнительные функции управления памятью, умножаются на четыре системы регистров (GDTR, LDTR, IDTR, TR) и пять режимом регистров (CR0, CR1, CR2, CR3, CR4).

Кэш предусматривает временного хранения, доступ к которой можно получить быстрее, чем DRAM. Поместив интенсивной вычислительной части программы, в кэш-памяти, то процессор может избежать накладных от того, чтобы постоянно доступ DRAM. Сэкономленные средства могут быть драматическими. Существуют различные виды складов. Одним из кэша L1 является складские помещения, расположенного на самом процессоре. В кэш-память 2 уровня, как правило, является чип SRAM вне процессора (например, Intel Pentium 4 поставляется с 256 или превышать 512 КБ L2 кэш Расширенный передачи).

Диск хранения является вариантом последней инстанции. Традиционно, на диске была использована для создания виртуальной памяти. Виртуальная память память о том, что моделируется с помощью дискового пространства. Иными словами, часть памяти, как правило, хранится в DRAM, записываются на диск, так что объем памяти, процессор может получить доступ к превышает фактический объем физической памяти. Например, если у вас есть 10 Мб DRAM и вы используете 2 Мб дискового пространства для моделирования памяти, то процессор может затем доступ 12MB виртуальной памяти.

Использование виртуальной памяти, как сделать сделку с дьяволом. Конечно, вы получите много дополнительной памяти, но вы будете платить ужасным с точки зрения исполнения. Диск I / O включает в себя целый ряд обязательных действий, некоторые из которых являются механические. Предполагается, что пейджинговые по Окна приходится примерно 10% времени выполнения. Управление виртуальной памяти требует много бухгалтерского со стороны процессора.

Диск хранения всегда было дешевле, чем RAM. Вернувшись в 1960, когда 8KB ОЗУ был большой инвестиции, используя диск, чтобы создать виртуальную память, вероятно, имеет смысл. Сегодня, однако, что расходы на несоответствие между DRAM и диски не столь значительным, как это было тогда. Покупка машине с 512 МБ SDRAM, не невозможны. Это может быть, что виртуальная память станет полной реликтового или как своего рода чрезвычайных защитных.