Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer Architecture): Chương 7 - Nguyễn Kim Khánh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 7 - Bộ nhớ máy tính. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Tổng quan hệ thống nhớ, bộ nhớ chính, bộ nhớ đệm (cache), bộ nhớ ngoài, bộ nhớ ảo. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính (Computer Architecture): Chương 7 - Nguyễn Kim Khánh

NKK-HUST Kiến trúc máy tính om .c Chương 7 ng co BỘ NHỚ MÁY TÍNH an th o ng du u cu Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2017 Kiến trúc máy tính 352 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Nội dung học phần Chương 1. Giới thiệu chung om .c Chương 2. Cơ bản về logic số ng Chương 3. Hệ thống máy tính co Chương 4. Số học máy tính an Chương 5. Kiến trúc tập lệnh th Chương 6. Bộ xử lý o ng du Chương 7. Bộ nhớ máy tính u Chương 8. Hệ thống vào-ra cu Chương 9. Các kiến trúc song song 2017 Kiến trúc máy tính 353 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Nội dung của chương 7 om 7.1. Tổng quan hệ thống nhớ .c 7.2. Bộ nhớ chính ng 7.3. Bộ nhớ đệm (cache) co an 7.4. Bộ nhớ ngoài th 7.5. Bộ nhớ ảo o ng du u cu 2017 Kiến trúc máy tính 354 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST 7.1. Tổng quan hệ thống nhớ 1. Các đặc trưng của bộ nhớ om n Vị trí .c n Bên trong CPU: ng tập thanh ghi co n n Bộ nhớ trong: an bộ nhớ chính th n n bộ nhớ đệm (cache) ng Bộ nhớ ngoài: o n du n các thiết bị lưu trữ u cu n Dung lượng n Độ dài từ nhớ (tính bằng bit) n Số lượng từ nhớ 2017 Kiến trúc máy tính 355 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Các đặc trưng của bộ nhớ (tiếp) Đơn vị truyền om n Từ nhớ .c n ng n Khối nhớ co n Phương pháp truy nhập an th n Truy nhập tuần tự (băng từ) n o ng Truy nhập trực tiếp (các loại đĩa) du n Truy nhập ngẫu nhiên (bộ nhớ bán dẫn) u cu n Truy nhập liên kết (cache) 2017 Kiến trúc máy tính 356 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Các đặc trưng của bộ nhớ (tiếp) Hiệu năng (performance) om n Thời gian truy nhập .c n ng n Chu kỳ nhớ co n Tốc độ truyền an Kiểu vật lý th n n Bộ nhớ bán dẫn o ng du n Bộ nhớ từ u cu n Bộ nhớ quang 2017 Kiến trúc máy tính 357 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Các đặc trưng của bộ nhớ (tiếp) Các đặc tính vật lý om n Khả biến / Không khả biến .c n (volatile / nonvolatile) ng co n Xoá được / không xoá được an Tổ chức th n o ng du u cu 2017 Kiến trúc máy tính 358 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST 2. Phân cấp bộ nhớ Bộ vi xử lý om CPU .c ng Tập Thiết bị Bộ nhớ thanh Cache co chính lưu trữ ghi (HDD, SSD) Bộ nhớ an mạng th o ng du Từ trái sang phải: u cu n dung lượng tăng dần n tốc độ giảm dần n giá thành cùng dung lượng giảm dần 2017 Kiến trúc máy tính 359 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Công nghệ bộ nhớ Công nghệ Thời gian Giá thành/GiB om bộ nhớ truy nhập (2012) .c SRAM 0,5 – 2,5 ns $500 – $1000 ng co DRAM 50 – 70 ns $10 – $20 an th Flash memory 5.000 – 50.000 ns $0,75 – $1 ng HDD 5 – 20 ms $0,05 – $0,1 o du u n Bộ nhớ lý tưởng cu n Thời gian truy nhập như SRAM n Dung lượng và giá thành như ổ đĩa cứng 2017 Kiến trúc máy tính 360 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Nguyên lý cục bộ hoá tham chiếu bộ nhớ n Trong một khoảng thời gian đủ nhỏ CPU om thường chỉ tham chiếu các thông tin .c trong một khối nhớ cục bộ ng co n Ví dụ: an Cấu trúc chương trình tuần tự th n n Vòng lặp có thân nhỏ o ng du n Cấu trúc dữ liệu mảng u cu 2017 Kiến trúc máy tính 361 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST 7.2. Bộ nhớ chính 1. Bộ nhớ bán dẫn om Kiểu bộ nhớ Tiêu Khả năng xoá Cơ chế ghi Tính .c chuẩn khả biến Read Only Memory ng Mặt nạ (ROM) Bộ nhớ Không xoá co Programmable ROM chỉ đọc được an (PROM) th Erasable PROM bằng tia cực tím, Không (EPROM) oBộ nhớ ng cả chip khả biến hầu như Bằng điện du Electrically Erasable bằng điện, chỉ đọc PROM (EEPROM) mức từng byte u cu Flash memory bằng điện, Bộ nhớ từng khối Random Access đọc-ghi bằng điện, Khả biến Bằng điện Memory (RAM) mức từng byte 2017 Kiến trúc máy tính 362 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST ROM (Read Only Memory) Bộ nhớ không khả biến om n .c n Lưu trữ các thông tin sau: ng Thư viện các chương trình con co n Các chương trình điều khiển hệ thống (BIOS) an n th n Các bảng chức năng n Vi chương trình o ng du u cu 2017 Kiến trúc máy tính 363 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Các kiểu ROM n ROM mặt nạ: om n thông tin được ghi khi sản xuất .c n PROM (Programmable ROM) ng n Cần thiết bị chuyên dụng để ghi co n Chỉ ghi được một lần an EPROM (Erasable PROM) th n n o ng Cần thiết bị chuyên dụng để ghi du n Xóa được bằng tia tử ngoại Ghi lại được nhiều lần u n cu n EEPROM (Electrically Erasable PROM) n Có thể ghi theo từng byte n Xóa bằng điện 2017 Kiến trúc máy tính 364 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Bộ nhớ Flash om Ghi theo khối .c n ng n Xóa bằng điện co n Dung lượng lớn an th o ng du u cu 2017 Kiến trúc máy tính 365 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST RAM (Random Access Memory) Bộ nhớ đọc-ghi (Read/Write Memory) om n .c n Khả biến ng Lưu trữ thông tin tạm thời co n an n Có hai loại: SRAM và DRAM th (Static and Dynamic) o ng du u cu 2017 Kiến trúc máy tính 366 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST SRAM (Static) – RAM tĩnh Các bit được lưu trữ bằng các Flip-Flop om n .c à thông tin ổn định ng n Cấu trúc phức tạp co an n Dung lượng chip nhỏ th n Tốc độ nhanh ng o n Đắt tiền du u n Dùng làm bộ nhớ cache cu 2017 Kiến trúc máy tính 367 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST DRAM (Dynamic) – RAM động Các bit được lưu trữ trên tụ điện om n .c à cần phải có mạch làm tươi ng Cấu trúc đơn giản co n an n Dung lượng lớn th n Tốc độ chậm hơn o ng Rẻ tiền hơn du n u Dùng làm bộ nhớ chính cu n 2017 Kiến trúc máy tính 368 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Một số DRAM tiên tiến thông dụng om Cải tiến để tăng tốc độ .c n ng n Synchronous DRAM (SDRAM): làm việc co được đồng bộ bởi xung clock an DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM) th n n DDR3, DDR4 o ng du u cu 2017 Kiến trúc máy tính 369 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Tổ chức của chip nhớ § Sơ đồ cơ bản của chip nhớ om .c ng A0 D0 co A1 D1 an . . Chip nhớ . th . 2n x m bit . An-1 o ng . du m-bit Dm-1 CS u cu Hình ảnh module nhớ WE OE 2017 Kiến trúc máy tính 370 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
NKK-HUST Các tín hiệu của chip nhớ n Các đường địa chỉ: An-1 ÷ A0 à có 2n từ nhớ om n Các đường dữ liệu: Dm-1 ÷ D0 à độ dài từ .c nhớ = m bit ng co n Dung lượng chip nhớ = 2n x m bit an n Các đường điều khiển: th n Tín hiệu chọn chip CS (Chip Select) ng n Tín hiệu điều khiển đọc OE (Output Enable) o du n Tín hiệu điều khiển ghi WE (Write Enable) u cu (Các tín hiệu điều khiển thường tích cực với mức 0) 2017 Kiến trúc máy tính 371 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt