双端口RAM和多模块存储器

目录

• 双端口RAM
  • 存取周期
  • 双端口RAM
• 多模块存储器
  • 普通存储器
  • 单体多字存储器
  • 多体并行的存储器
    • 高位交叉编址的多体存储器
    • 低位交叉编址的多提存储器
    • 为什么要这么弄？
      • 高位
      • 低位
    • 流水线（考试常考）
      • 微观（计算题）
      • 宏观（概念题）
• 回顾

双端口RAM

提高存储器访存速度一些措施。

存取周期

进行一次存取之后，是不能立即进入下一次存取的，存储器要进行一次恢复。

存取周期=存取时间+恢复时间

1. 对不同时间进行不同存取操作，双端RAM
2. 流水线的方式，多模块存储器

双端口RAM

置一个忙信号。

多模块存储器

CPU的速度比存储器要快的，如果从存储器中同时存取n个字。可以提高cpu使用资源

补充：可以并行工作，如总线宽度为mW时，可以同时取出长度为mW的数据。

普通存储器

每行为1个存储单元

单体多字存储器

每个存储单元存储m个字，总线宽度也为m个字，一行并行读出m个字。

增加了存储器的带宽。

缺点：指令和数据在主存内必须连续存放。

多体并行的存储器

每个模块都有相同的容量和存取速度，各个模块都有独立的读写控制电路、地址寄存器和数据寄存器

编制方式：

高位交叉编址的多体存储器

高位是体号，低位是体内地址

假如有8个存储单元

相当于说，先确定是哪一个（存储体），然后在在那一个里面找相对应的一块。

低位交叉编址的多提存储器

低位是体号，高位是体内地址

假如有8个存储单元

先找到具体的位置，在看哪一个存储体。

为什么要这么弄？

假如每个存储体的存储周期为T

连续访问：

00000

00001

00010

00011

00100

高位

其实就是在M0里一直访问

时空图：

如果连续访问这个5个地址，需要花费5t个时间。并没有带来什么好处。

高位交叉编址相当于扩容，每个其实还是相当于独立的，并没有带来时间优势。

采用高位交叉编址，连续取n个存储字，耗时nT

低位

先访问M0的0号单元，接下来00001，是M1的0号单元，只需要间隔一小段时间。然后就是M2，M3.都是用一小段时间。可以相当于是同时访问。大大减少了存取时间。

时空图：

时间如何计算？

假设启动完M0后启动M1的时间间隔是τ，启动完M1在启动M2的时间间隔是τ、启动完M2在启动M3的时间间隔是τ，接下来启动完M3在启动M0的时间间隔也是τ

所以就有总时间T+4τ

假如连续存取n个存储字，采用低位交叉编址，耗时：T+(n-1)τ

流水线（考试常考）

微观（计算题）

有m个存储体，存储周期是T，字长W，每隔r时间启动下一个存储体，连续存放n个字，求存储器的存取速率。

\[连续存取n个字耗时=T+(n-1)r
\]

\[！！！注意：m≥T/r
\]

如果m<T/r

还需要在等多一个r

如果m>T/r

所以：

\[带宽=\frac{n*w}{T+(n-1)r}
\]

如果n较大时，带宽->W/r

对比单个存储体的带宽：W/T

宏观（概念题）

一个存储周期内，交叉存储器可以提供的数据量为单个模块的m倍。

回顾

提出这样的存储器是为了提高CPU的访存速度