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计算机存储器的工作方式

作者:杰夫·泰森

缓存和寄存器

缓存旨在通过立即提供CPU最常使用的数据来减轻这种瓶颈。这是通过建立少量记忆来完成的,称为基本的或者1级缓存,直接进入CPU。1级缓存非常小,通常在2千字节(kb)和64 kb之间。

次要或者级别2缓存通常位于CPU附近的存储卡上。2级高速缓存具有与CPU的直接连接。专用的集成电路母板, 这L2控制器,调节CPU对2级缓存的使用。根据CPU,2级缓存的大小范围从256 kb到2兆字节(MB)。在大多数系统中,大约95%的时间从高速缓存访​​问CPU所需的数据,从而大大降低了CPU必须从主内存等待数据时所需的开销。

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一些廉价的系统完全分配了2级缓存。现在,许多高性能CPU都具有实际上内置在CPU芯片本身中的2级缓存。因此,2级缓存的大小以及是否是在船上(在CPU上)是CPU性能的主要决定因素。有关缓存的更多详细信息,请参阅缓存的工作原理

特定类型的内存,,,,静态随机访问存储器(SRAM),主要用于缓存。SRAM使用多个晶体管,通常为每个内存单元格。它有一个外部阵列被称为一个双振动器切换,或人字拖,在两个州之间。这意味着它不必像DRAM那样不断地刷新。每个单元只要具有功率,每个单元将维护其数据。不需要持续刷新,SRAM可以很快运行。但是每个细胞的复杂性使用作标准RAM的昂贵。

缓存中的SRAM可以是异步或者同步。同步SRAM的设计旨在与CPU的速度完全匹配,而异步则不符合。那一点时机在性能上有所不同。匹配CPU的时钟速度是一件好事,因此请务必寻找同步的SRAM。(有关各种RAM的更多信息,请参见RAM如何工作

内存的最后一步是寄存器。这些是建立在CPU中的内存单元,其中包含CPU所需的特定数据,尤其是算术和逻辑单元(alu)。它们是CPU本身不可或缺的一部分,由编译器直接控制,该编译器向CPU发送信息进行处理。看微处理器的工作方式有关寄存器的详细信息。

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