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计算机存储器的工作原理

作者:杰夫·泰森

计算机记忆的类型

一台典型的计算机具有:

为什么这么多?这个问题的答案可以教您很多关于记忆的信息!

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快速,强大的CPU需要快速轻松地访问大量数据,以最大程度地提高其性能。如果CPU无法获取所需的数据,它实际上会停止并等待它。现代CPU以大约速度运行1吉赫兹可以消耗大量数据 - 潜在的数十亿字节每秒。计算机设计师面对的问题是,可以跟上1吉格赫兹CPU的记忆非常非常昂贵的- 比任何人都能负担得起的要贵得多。

计算机设计人员解决了成本问题”分层“内存 - 使用少量的昂贵内存,然后用大量便宜的内存来备份。

当今广泛使用的最便宜的读/写记忆形式是硬盘。硬盘提供大量廉价的永久存储。您可以每兆字节购买硬盘空间,但要花费很大的时间(接近一秒钟)才能从硬盘上阅读兆字节。因为硬盘上的存储空间是如此便宜且丰富,所以它构成了CPU存储器层次结构的最后阶段,称为虚拟内存

层次结构的下一个级别是内存。我们详细讨论RAMRAM如何工作,但是关于RAM的几点很重要。

位大小CPU告诉您可以同时可以从RAM访问多少个字节。例如,一个16位CPU一次可以处理2个字节(1个字节= 8位,因此16位= 2个字节),一个64位CPU一次可以处理8个字节。

兆赫(MHz)是CPU处理速度或时钟周期,以每秒数百万美元的速度。因此,32位800-MHz Pentium III可以同时处理4个字节,每秒8亿次(可能是基于管道的)!内存系统的目标是满足这些要求。

仅计算机的系统RAM不足以匹配CPU的速度。这就是为什么你需要一个缓存(稍后讨论)。但是,越快的RAM越好。如今,大多数芯片的周期速率为50至70纳秒。读/写速通常是使用的RAM类型的函数,例如DRAM,SDRAM,RAMBUS。稍后,我们将讨论这些各种类型的内存。

首先,让我们谈谈系统RAM。

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