计算机储存器的层次结构

计算机储存器的层次结构

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/2403_88854058/article/details/143984038

计算机储存器的层次结构是理解计算机硬件工作原理的关键。从速度最快的寄存器到容量最大的硬盘，每种存储设备都有其独特的功能和应用场景。本文将详细介绍这些存储设备的特点、功能以及它们之间的区别。

各层次储存结构特点（容量越小，速度越快，价格越贵）

• Regs（寄存器）：用于存储立即执行的操作数、地址和控制信息，数据在每次指令执行时不断变化，速度最快。

• CPU Cache（CPU高速缓存）：使用SRAM（静态随机存取存储器）芯片。用于存储从内存中读取的、可能会再次使用的数据和指令，以减少访问内存的次数。

• L1 Cache：通常分成指令缓存和数据缓存，分开存放 CPU 使用的指令和数据。L1 的 Cache 往往就嵌在 CPU 核心的内部

• L2 Cache：往往不在 CPU 核心的内部。

• L3 Cache：通常是多个 CPU 核心共用的，尺寸会更大一些。

• Memory（内存）：使用DRAM（动态随机存取存储器）芯片。相对SRAM，容量更大，更便宜，但访问延时更长。

• 硬盘：外部存储设备。包括SSD和HDD硬盘。

存储器信息传输特点

逐层加载/写回。

SRAM与DRAM区别（Cahce区别于内存）

• SRAM：一个比特的数据，需要 6～8 个晶体管。所以 SRAM 的存储密度不高。要处在通电状态，里面的数据就可以保持存在。但SRAM 的电路简单，所以访问速度非常快。

• DRAM：DRAM 的一个比特，只需要一个晶体管和一个电容就能存储，因此储存“密度”大。但数据是存储在电容里的，电容会不断漏电，所以需要定时刷新充电，才能保持数据不丢失。DRAM 的数据访问电路和刷新电路都比 SRAM 更复杂，所以访问延时也就更长。