存储器原理及相关技术.ppt

前端总线是CPU与外界进行数据交换的最主要通道。外频是CPU与主板之间的同步运行频率，也是整个计算机系统的基准频率。英特尔Pentium4采用了四倍速率传输（QuadDataRate,QDR）技术，大大提高了前端总线的传输带宽，使得内存传输带宽成为限制系统性能的“瓶颈”。双通道技术则很好地解决这个问题。双通道技术的实现首先要求主板支持双通道，其次内存条也需要成对配置，一般都采用相同的内存条，这样有利于达到最佳效果。3.4主流内存条简介1．SDRSDRAMSDR是“SingleDataRate”的缩写，即“单倍速率”。“单倍速率”指在一个时钟周期内只能完成一次数据传输，其传输带宽为内存核心频率×64/8MB/s第23页，课件共39页，创作于2023年2月2．DDRSDRAMDDR是“DoubleDataRate”的缩写，即“双倍速率”，在每个时钟周期可以完成两次读写操作，即在时钟信号的上升沿和下降沿都可以读写数据，该技术被称为“双泵”（doublepumping）。术语“等效频率”说明指一秒钟内完成的数据传输次数，单位应该是MT/s，但由于等效频率是核心频率乘以相应的倍数得到的，所以常常也就用MHz作为单位。DDR内存的等效频率是核心频率的两倍，传输带宽为核心频率×2×64/8MB/s3．DDR2SDRAMDDR2内存同样采用了“双泵”技术，其内部I/O总线频率为内存核心频率的两倍，两者结合起来，使得DDR2的等效频率是核心频率的4倍，也就是所谓的“4位预取”（4-bitprefetch）技术，所以DDR2内存传输带宽的计算公式为：核心频率×2（I/O总线频率倍增）×2（双倍速率）×64/8MB/s第24页，课件共39页，创作于2023年2月DDR2内存、DDR内存以及SDR内存的频率对比如图11所示。图11DDR2、DDR和SDR内存的性能对比示意图第25页，课件共39页，创作于2023年2月4．DDR3SDRAMDDR3内存不但明显降低了工作电压和能耗，而且进一步提升了数据传输率，达到了“8位预取”，其等效频率为核心频率的8倍，传输带宽计算公式为核心频率×4（I/O总线频率倍增）×2（双倍速率）×64/8MB/s4虚拟存储器及存储管理4.1虚拟存储器的基本概念虚拟存储器技术是为满足用户希望增大内存容量的需求而提出来的。虚拟存储器由主存和辅存组成，辅存作为主存的扩充，由硬件和操作系统自动实现存储信息的调度和管理。对程序员来说，好像微型计算机有一个容量很大的主存。1.地址空间及地址虚拟地址空间，又称为虚存地址空间；主存地址空间，又称为实地址空间；辅存地址空间，也就是磁盘存储器的地址空间。第26页，课件共39页，创作于2023年2月2.工作原理虚拟存储器的工作过程如图12所示，调度管理由硬件和操作系统自动实现，整个过程对于程序员来说是透明的。虚拟存储器的管理方式分为段式管理、页式管理和段页式管理。图12虚拟存储器的工作过程第27页，课件共39页，创作于2023年2月4.280486的段式存储器段式管理根据程序需要将存储器划分为大小不同的块，称为段。使用虚拟存储器后需要通过地址映像和地址变换将虚拟地址变换为主存的物理地址，才能访问主存单元。80486的虚拟空间有64TB，在虚拟空间中编程用的逻辑地址为46位，其中低32位是偏移量，段寄存器中D2～D15位为逻辑地址的高14位，如图13所示。根据逻辑地址的高14位选择段描述符表中的段描述符，将段描述符中32位的段基址与逻辑地址中32位的偏移量相加得到32位的线性地址。在段式存储器管理模式中，线性地址就是CPU可直接访问的物理地址。第28页，课件共39页，创作于2023年2月关于存储器原理及相关技术第1页，课件共39页，创作于2023年2月1概述 1.1存储系统的分级结构 1.2半导体存储器的分类 1.3存储技术的发展2内存储器的构成原理 2.1存储器芯片的接口特性 2.2内存储器的设计3内存条及其相关技术 3.1概述 3.2内存条的主要性能指标 3.3内存条的双通道技术 3.4主流内存条简介第2页，课件共39页，创作于2023年2月4虚拟存储器及存储管理 4.1虚拟存储器的基本概念 4.280486的段式存储器 4.380486的页式存储器 4.480486的段页式存储器5高速缓冲存储器 5.1高速缓存的工作原理 5.2地址映像 5.3替