csapp-6-存储器层次结构

Chapter 6 存储器层次结构

RAM（随机访问存储器）

• SRAM：快但贵；作为高速缓存
• DRAM：作为主存
  • 分时复用地址线；减少引脚数量，增加访问时间
  • 首先将一整行复制到一个内部行缓冲区；接着再从行缓冲区中复制出一个单元

非易失性存储器

• 主要是 ROM，但是 ROM 中有的类型实际上既可以读也可以写

固态硬盘

• Solid State Disk (SSD)，是基于闪存的存储技术
  • 闪存芯片替代传统旋转磁盘中的机械驱动器
  • 闪存翻译层是一个硬件/固件设备，将对逻辑块的请求翻译成对底层物理设备的访问
  • SSD 以页为读写单位
  • 将擦除平均分布到所有的块上

• 随机写很慢的原因
  • 擦除块需要相对较长的时间
  • 如果需要修改数据，需要把所有带有用数据的页复制到一个新的块上后；重新进行读写

存储器存储结构

cache

• 在 CPU 寄存器和主存中插入了一个小的 SRAM 高速缓存存储器，称为 L1 cache；4 clock
• 在 L1 cache 和 main memory 中插入 L2 cache，10 clock
• 在 L2 cache 和 L3 cache 中插入 L3 cache，50 clock

• 使用中间的位来索引；如果用高位来索引，相邻的块基本会被映射到同一个 cache 行，cache 命中大大减少

core 中的 cache

编写高速缓存友好的代码

• 让最常见的情况运行得快
• 尽量减少每个循环内部的缓存不命中数量