存储器 主存 内存条 总线宽度 内存条插槽

[2.5.1]--六管静态MOS管电路（4m32s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re/?p=11&spm_id_from=pageDriver

 

第二周 主存储器组织

第二周 主存储器组织引言

第1讲  存储器基本概念

第2讲  主存的基本结构

第3讲  主存的性能指标

第4讲  半导体存储器组织

第5讲  内存条组织与总线宽度

第6讲 主存模块的连接与读写操作

课件PPT

第二周小测验

 

 

基本术语

°记忆单元（存储基元/ 存储元/ 位元）（Cell）•具有两种稳态的能够表示二进制数码0和1的物理器件

°存储单元/ 编址单位（Addressing Unit）•具有相同地址的位构成一个存储单元，也称为一个编址单位

°存储体/ 存储矩阵/ 存储阵列（Bank）•所有存储单元构成一个存储阵列°编址方式（Addressing Mode）-字节编址、按字编址

°存储器地址寄存器（Memory Address Register -MAR）•用于存放主存单元地址的寄存器°存储器数据寄存器（Memory Data Register-MDR (或MBR)）•用于存放主存单元中的数据的寄存器

 

存储器分类（

1）按工作性质/存取方式分类

•随机存取存储器RandomAccessMemory(RAM)-每个单元读写时间一样，且与各单元所在位置无关。如：内存。（注：原意主要强调地址译码时间相同。现在的DRAM芯片采用行缓冲，因而可能因为位置不同而使访问时间有所差别。）

•顺序存取存储器SequentialAccessMemory(SAM)-数据按顺序从存储载体的始端读出或写入，因而存取时间的长短与信息所在位置有关。例如：磁带。

•直接存取存储器DirectAccessMemory(DAM)-直接定位到读写数据块，在读写数据块时按顺序进行。如磁盘。•相联存储器AssociateMemory（AM）ContentAddressedMemory(CAM)-按内容检索到存储位置进行读写。例如：快表。

（2）按存储介质分类

半导体存储器：

双极型，静态MOS型，动态MOS型磁表面存储器：磁盘（Disk）、磁带（Tape）

光存储器：CD，CD-ROM，DVD

（3）按信息的可更改性分类

读写存储器（Read / Write Memory)：可读可写

只读存储器（Read Only Memory)：只能读不能写

（4）按断电后信息的可保存性分类

非易失（不挥发）性存储器(Nonvolatile Memory)

信息可一直保留，不需电源维持。（如：ROM、磁表面存储器、光存储器等）

易失（挥发）性存储器(Volatile Memory)电源关闭时信息自动丢失。（如：RAM、Cache等）

（5）按功能/容量/速度/所在位置分类

•寄存器(Register)-封装在CPU内，用于存放当前正在执行的指令和使用的数据-用触发器实现，速度快，容量小（几~几十个）

•高速缓存(Cache)-位于CPU内部或附近，用来存放当前要执行的局部程序段和数据-用SRAM实现，速度可与CPU匹配，容量小（几MB）

•内存储器MM（主存储器Main(Primary)Memory）-位于CPU之外，用来存放已被启动的程序及所用的数据-用DRAM实现，速度较快，容量较大（几GB）

•外存储器AM(辅助存储器Auxiliary/SecondaryStorage)-位于主机之外，用来存放暂不运行的程序、数据或存档文件-用磁盘、SSD等实现，容量大而速度慢

 

内存与外存的关系及比较

 

 

地址寄存器

地址译码器

数据线 地址线 控制线

n位地址线 2^n个存储单元地址

 

 

性能指标：

•按字节连续编址，每个存储单元为1个字节（8个二进位）•存储容量：所包含的存储单元的总数（单位：MB或GB）

•存取时间TA：从CPU送出内存单元的地址码开始，到主存读出数据并送到CPU（或者是把CPU数据写入主存）所需要的时间（单位：ns，1ns=10-9s），分读取时间和写入时间

•存储周期TMC：连读两次访问存储器所需的最小时间间隔，它应等于存取时间加上下一次存取开始前所要求的附加时间，因此，TMC比TA大（因为存储器由于读出放大器、驱动电路等都有一段稳定恢复时间，所以读出后不能立即进行下一次访问。）（就像一趟火车运行时间和发车周期是两个不同概念一样。）

 

 

 

 

 

六管静态MOS管电路

 

 动态单管记忆电路

 

 

 

优点：

电路元件少，功耗小，集成度高，用于构建主存储器

缺点：

速度慢、是破坏性读出（需读后再生）、需定时刷新

刷新：

DRAM的一个重要特点是，数据以电荷的形式保存在电容中，电容的放电使得电荷通常只能维持几十个毫秒左右，相当于1M个时钟周期左右，因此要定期进行刷新（读出后重新写回），按行进行（所有芯片中的同一行一起进行），刷新操作所需时间通常只占1%~2%左右。

 

问题：

为什么每出现新一代DRAM芯片，容量至少提高到4倍？

行地址和列地址分时复用,每出现新一代DRAM芯片，

至少要增加一根地址线。

每加一根地址线，则行地址和列地址各增加一位，所以行数和列数各增加一倍。

因而容量至少提高到4倍。

 

 

 

 

 

 

 

 

总线中有哪三种类型传输线？数据线、地址线、控制线

[2.6.1]--SPARCstation20的内存条（9m59s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re?p=15

主存与CPU的连接

 

 

 数据线 地址线 控制线

 

总线宽度是指总线中数据线的条数

 总线宽度

 

每次访存操作总是在某一个内存条内进行！

 

 

 

内存条插槽

芯片行 列 位平面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 芯片内地址 不连续

[2.6.2]--PC中的内存条（4m18s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re?p=16

 

 

[2.6.3]--内存条与CPU的连接（6m24s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re?p=17

DRAM芯片规格 

引脚数  行数 列数

[2.7.1]--主存模块的连接与读写操作（4m08s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re?p=18

 

指令 movl 8(%ebp),%eax
指令 movl %eax,8(%ebp) 操作过程

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