深入理解计算机系统 学习笔记(3)

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Posted by 吴柚 on April 24, 2019

内存和高速缓存的原理

  1. 之前知识停留在RAM和ROM,现在再往前推进一步RAM也分为静态SRAM和动态的DRAM。SRAM主要用于高速缓存DRAM用于内存

SRAM将每个位存储在一个双稳态的存储器单元里。每个单元是用一个六个晶体管电路来实现。它可以无限期地保持在两个不同的电压配置或状态之一。就是说只要有电,他就会永远地保持它的值。即使有干扰,例如电子噪音、扰乱电压,当干扰消除时,电路就会恢复到稳定值。下图说明了“双稳态的”效果,采用倒摆的时钟。

DRAM将没位存储为一个电容,这个电容非常小,通常只有30毫微微法拉。与SRAM不同的是DRAM的存储单元对干扰非常敏感。当电容电压没扰乱之后,他就永远无法恢复了。所以DRAM需要不断刷新电容。暴露在光线下会导致电容电压改变。实际上,数码照相机和摄像机中的传感器本质上就是DRAM单元的阵列。

  1. DRAM的读取机制:这种二维阵列的缺点是:必须分两步发送地址,增加存储时间。

  1. DDR2和DDR3的内存的区别。Double data-rate synchronous DRAM带宽分别是4位和8位。DDR3也分为1333MHz和1600MHz

  2. DRAM和磁盘的性能滞后于CPU的新能,虽然他们的性能都在增长。这也就是为什么CPU和内存之间的高速缓存一直增多。

  3. 人们发现无法像以前那样增大CPU的时钟频率了,计算机制造商撞上了“能量墙”因为如果那样芯片的功耗会太大。所以多核就出现了,多核出现后CPU的时钟有所减少,并区域平缓。但是有效CPU周期时间还是像之前的速率增长。