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存储那些事儿
作为存储介质的设备必须符合三条原则:
第一,具备两种稳定的物理状态
第二,能够方便地检测出当前所处的状态
第三,不同的状态间能进行相互转化
当前的存储设备主流市场,主要采用了电、磁、光三种存储技术
上节课内容回顾
电存储技术——DRAM与SRAM
电存储技术
半导体存储器SCM(SemiconductorMemory)
每一个存储元都被用来存储一位二进制码
若干个存储元组成一个存储单元
许多的存储单元再加上驱动、读写等电路就构成了一个存储器
电存储技术的分类
根据工作方式的不同,SCM可以分为:
随机存取存储器
只读存储器
随机存取存储器RAM
随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM),又称为读写存储器。
可以在任意时刻随机地从任一个存储单元中读取或者写入信息
根据存储单元工作原理的不同,RAM又可分为动态随机存储器和静态随机存储器。
动态随机存取存储器DRAM
动态随机存储器(DynamicRandomAccessMemory,DRAM)
每个位存储元由1个电子管和1个电容器组成,利用电容存储电荷的原理来存储信息
电容器是会漏电的,当存储的电荷减少到一定程度时,存储元中存入的信息就会消失。因此,需要周期性地给电容器充电,以确保存储其中的数据不会丢失。
不间断地给电容器充电的过程被称为动态刷新
DRAM的集成度比较高,相对于静态随机存储器,它的容量较大,成本较低,通常被用作计算机的内存。
静态随机存取存储器SRAM
静态随机存储器(StaticRandomAccessMemory,SRAM)
存储元由多个晶体管组成的,存储器中的数据在通电状态下,不需要动态刷新就可以稳定地长驻其中
静态RAM比动态RAM的处理速度更快、更稳定,能耗也更小,但由于它的集成度相对较低,所以SRAM的存储容量较小、造价也较高
根据SRAM高速、低耗的特点,它往往用于做高速缓存
高速缓存
越是尖端的位置就越靠近CPU,数据存取速度也就越快
DRAM的发展
内存与CPU之间始终存在着速度不匹配的问题
SDRAM
同步速率
DDR
双倍速率
DDR2
四倍速率
DDR3
八倍速率
DDR4
2015年
成为主流
DDR5
2019年底实现量产
高速缓存
餐馆点餐
我(高速CPU)——30秒下达指令:要一份辣椒炒肉
餐馆(慢速内存)——5分钟处理数据:制作菜品
前台(高速缓存)——暂存制作好的菜品
我(高速CPU)——执行其他指令:出门买饮料
缓存的存在,对于高速设备与低速设备之间速度不匹配的问题,起到了缓冲作用,提高了系统的整体效率
高速缓存
缓存的存在,对于高速设备与低速设备之间速度不匹配的问题,起到了缓冲作用,提高了系统的整体效率
SRAM的数据存取速率比DRAM更高,所以,常常利用SRAM来做内存与CPU之间的高速缓存,从而提升内存与CPU之间的数据交换速率。
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