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存储系统(3)容量扩展

存储系统(3)容量扩展

作者: moriv4 | 来源:发表于2020-05-13 14:45 被阅读0次

课程来源:华中科技大学 计算机组成原理公开课

存储器的容量在不断扩大,但有时还是无法满足我们应用,所以提出了存储器扩展的需求。就是把多个存储器连起来组成一个更大的存储器。

假设存储单体的容量(字长的个数)和字长用M*N表示。有以下几种扩展方案:位扩展、字扩展、字位扩展。无论那种扩展都要把CPU与内存的控制线、地址线、数据线连接起来。

  • 位扩展:增加一个字的位数,或者说增加每个地址所对应内容的位数 ,M*4N。
  • 字扩展:增加字的个数,或者说增加可用地址的个数,4M*N。
  • 字位扩展:上面两种方法结合。

下面具体看看这几种扩展方式中数据地址线是怎么连接到CPU上的。

位扩展举例:


bit.png

一个字被分散的存储在多个芯片上。总地址数不变,字的位数增加。

字扩展举例:


word

译码器的输入是高地址的几位,输出为芯片的片选信号。字的位数不变,总地址数增加。

多体交叉存储器

基本思想是不提高存储器速率、不扩展数据总线位数的前提下,通过存储芯片的交叉组织,提高CPU单位时间内访问的数据量,从而环节快速CPU与满速内存之间的速度差异。

高位多体交叉存储器的组织方式:数据线的高位作为译码器的输入信号,译码器的输出信号连接到不同存储单元的片选信号上。

特点:相邻的地址处于同一存储体中。根据程序的局部性原理,各个存储体串行工作,无法加快CPU在单位时间访问内存的速度。

低位多体交叉存储器的组织方式:数据线的低位作为译码器的输入信号,译码器的输出信号连接到不同存储单元的片选信号上。

特点:相邻的地址处于不同存储体中。根据程序的局部性原理,各个存储体并行工作,可以加快CPU在单位时间访问内存的速度。

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