內(nèi)存如何運(yùn)作 how memory works_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、內(nèi)存如何運(yùn)作內(nèi)存如何運(yùn)作Howmemywks先前提到內(nèi)存將資料儲(chǔ)存在中央處理器能夠快速存取的地方。以下是這個(gè)過程的詳細(xì)介紹。內(nèi)存如何與處理器運(yùn)作內(nèi)存如何與處理器運(yùn)作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要元件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要元件中央處理器(CPU)常被稱為計(jì)算機(jī)的大腦。所有計(jì)算機(jī)的工作都在此完成。晶片組(Chipset)支援中央處理器的運(yùn)作。通常晶片組內(nèi)包括數(shù)個(gè)控制器以調(diào)節(jié)處理器及系統(tǒng)其他部分間資料的傳輸。內(nèi)存控制器(MemyController)是晶片組的一

2、部分。負(fù)責(zé)建立內(nèi)存與中央處理器之間的資訊傳輸。匯流排(bus)是計(jì)算機(jī)中的資料通路包括了連接中央處理器內(nèi)存以及所有輸入輸出設(shè)備的數(shù)種平行電路線。匯流排的設(shè)計(jì)或稱匯流排結(jié)構(gòu)決定資料在主機(jī)板速度,依照各部分所需要的傳輸速度的不同一個(gè)系統(tǒng)中也有不同種類的匯流排。內(nèi)存匯流排連接內(nèi)存控制器與計(jì)算機(jī)的內(nèi)存插槽。較新的系統(tǒng)中內(nèi)存匯流排結(jié)構(gòu)包括了一個(gè)連接CPU與主內(nèi)存的Frontsidebus(FSB)以及一個(gè)連接內(nèi)存與L2快速緩沖貯存區(qū)的backsi

3、debus(BSB)。內(nèi)存速度內(nèi)存速度當(dāng)中央處理器需要內(nèi)存中的資訊時(shí)它會(huì)發(fā)出一個(gè)由內(nèi)存控制器所執(zhí)行的要求,內(nèi)存控制器接著將要求發(fā)送至內(nèi)存并在資訊備妥時(shí)向中央處理器報(bào)告整個(gè)周期從中央處理器到內(nèi)存控制器內(nèi)存再回到中央處理器所需的時(shí)間會(huì)因?yàn)閮?nèi)存速度以及其他因素而有所不同例如匯流排速度。內(nèi)存速度有時(shí)以兆赫來計(jì)算或以存取速度來說送出資料所需的實(shí)際時(shí)間以奈秒(ns)計(jì)算,不管是兆赫或是奈秒內(nèi)存速度代表內(nèi)存模組在收到要求時(shí)送出資訊的速度。存取時(shí)間存取

4、時(shí)間(奈秒奈秒)存取時(shí)間從內(nèi)存模組收到資料要求算起到資料準(zhǔn)備完成為止。內(nèi)存模組標(biāo)明的存取時(shí)間通常在50ns到80ns的范圍中間,在存取時(shí)間的計(jì)算時(shí)(以奈秒計(jì)算)數(shù)字越小表示訴度越快許多人認(rèn)定處理器的速度就是計(jì)算機(jī)的速度但是絕大多數(shù)的時(shí)候系統(tǒng)匯流排以及計(jì)算機(jī)的其他配件以不同的速度運(yùn)作。追求最高性能追求最高性能近幾年來計(jì)算機(jī)處理器的速度大幅度的提升,處理器速度的提升提高了計(jì)算機(jī)的整體性能表現(xiàn)。但是處理器只是計(jì)算機(jī)的一部分并且需要依賴其他計(jì)算

5、機(jī)中的配件來完成作業(yè)。由於中央處理器所處理的資訊必須從內(nèi)存中讀寫資訊在處理器以及內(nèi)存間的傳送速度大幅影響計(jì)算機(jī)的整體表現(xiàn)。於是更快速的內(nèi)存技術(shù)對(duì)整體性能表現(xiàn)有重大的貢獻(xiàn)但是提高內(nèi)存速度只是解決方案的一部分,資訊在處理器以及內(nèi)存間傳送所花的時(shí)間通常比處理器執(zhí)行功能所花的時(shí)間更長(zhǎng),這個(gè)部分所介紹的技術(shù)與改革都是為了提升內(nèi)存與處理器間資料傳輸?shù)乃俣?。快速緩沖貯存內(nèi)存快速緩沖貯存內(nèi)存(CacheMemy)快速緩沖貯存區(qū)是一個(gè)位置非常接近中央處理

6、器的較小容量的高速內(nèi)存??焖倬彌_貯存區(qū)是為了向中央處理器供應(yīng)最常被要求的指令以及資料所設(shè),由於從快速緩沖貯存區(qū)取得資料所需時(shí)間只是從主內(nèi)存取得資料所需時(shí)間的數(shù)分之一快速緩沖貯存區(qū)的設(shè)置能夠節(jié)省許多時(shí)間。如果所需要的資訊并不在快速緩沖貯存區(qū)計(jì)算機(jī)仍需到主內(nèi)存中搜尋但是由於查詢快速緩沖貯存區(qū)所需的時(shí)間極短所以仍然是值得的。就如你需要食物時(shí)會(huì)先檢查冰箱是否有需要的食物因?yàn)闄z查冰箱并不花很多時(shí)間??焖倬彌_貯存區(qū)依據(jù)“8020”規(guī)則運(yùn)作,在計(jì)算機(jī)

7、的所有的程式資訊以及數(shù)據(jù)里百分之八十的時(shí)候只有百分之二十被使用(這百分之二十可能包括發(fā)送或刪除電子郵件將檔案儲(chǔ)存至硬碟或辨識(shí)鍵盤上被碰觸的按鍵所需要的程式碼)。另一方面其余的百分之八十的資料被使用的時(shí)間只有百分之二十。由於中央處理器正在使用的資料以及指令很可能會(huì)被再度使用設(shè)置快速緩沖貯存內(nèi)存是合理的??焖倬彌_內(nèi)存如何運(yùn)作快速緩沖內(nèi)存如何運(yùn)作快速緩沖內(nèi)存就像中央處理器所需要的指示的“排行榜”。內(nèi)存控制器將中央處理器所要求的所有指令儲(chǔ)存在快

8、速緩沖內(nèi)存內(nèi)每當(dāng)中央處理器在快速緩沖內(nèi)存中找到所需要的資料稱為“cachehit”該指令便被提高到“排行榜”的頂端,當(dāng)快速緩沖內(nèi)存已滿而中央處理器要求新指令時(shí)系統(tǒng)便將之取代快速緩沖貯存區(qū)中最久未被使用的資料於是經(jīng)常使用的最優(yōu)先資料被保留在快速緩沖內(nèi)存而將較不常使用的資料退出快速緩沖內(nèi)存等級(jí)快速緩沖內(nèi)存等級(jí)目前大部分的快速緩沖內(nèi)存已經(jīng)被包括在處理器晶片本身當(dāng)中但是也有其他的形式有時(shí)系統(tǒng)可能有置於處理器中的快速緩沖儲(chǔ)存內(nèi)存,在處理器外的主機(jī)

9、板上以及或是靠近中央處理器含有一個(gè)快速緩沖貯存內(nèi)存模組的快速緩沖貯存內(nèi)存插槽。在每個(gè)種類的配置中每個(gè)快速緩沖貯存內(nèi)存都依與處理器的距離而有等級(jí)的不同舉例而言最靠近處理器的快速緩沖貯存內(nèi)存稱為L(zhǎng)evel1L1Cache下一級(jí)快速緩沖貯存區(qū)稱為L(zhǎng)2L3并以此類推,除了快速緩沖貯存內(nèi)存外計(jì)算機(jī)通常有其他的快速緩沖儲(chǔ)存設(shè)備舉例而言系統(tǒng)有時(shí)便以主內(nèi)存做為硬碟的快速緩沖儲(chǔ)存區(qū),雖然在此我們不討論這種情況但是必須注意到快速緩沖貯存區(qū)可能特別用來稱呼內(nèi)

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