第3章 3.2 主存储器

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3.2 主存储器

寄存器，指令里面的数要符号位拓展

3.2.1 SRAM芯片和DRAM芯片

SRAM

DRAM

刷新

【【408计组】DRAM刷新 | 用开餐厅理解三种方法】 https://www.bilibili.com/video/BV15e411o7zP/?share_source=copy_web&vd_source=0caeacd6c3217ba41c56ea47a129e168

读出-- >重写

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集中刷新

分散刷新

异步刷新

三种刷新方式的对比：

集中刷新 ——死区时间长

分散刷新 ——不存在死区，但存储周期加长

异步刷新 ——结合，死区时间显著降低

目前更常用的是 SDRAM（同步 DRAM ）芯片，其工作方式与传统DRAM的不同。

传统DRAM与CPU采用异步方式交换数据 ，CPU发出地址和控制信号后，经过一段延迟时间，数据才读出或写入，在读/写完成之前，CPU不能做其他工作。

而SDRAM与CPU采用同步方式交换数据，它将CPU发出的地址和控制信号锁存起来，CPU在其读/写完成之前可进行其他操作。SDRAM的每一步操作都在系统时钟的控制下进行，支持突发传输方式。第一次存取时给出首地址，同一行的所有数据都被送到行缓冲器，因此，以后每个时钟都可以连续地从SDRAM输出一个数据。行缓冲器用来缓存指定行中整行的数据，其大小为“列数位平面数”，通常用SRAM实现。

DRAM芯片的读/写周期

SRAM和DRAM的比较

存储器芯片的内部结构

3.2.2 只读存储器

只读存储器（ROM）的特点

ROM和RAM都是支持随机访问 的存储器，其中SRAM和DRAM均为易失性半导体存储器。而ROM中一旦有了信息，就不能轻易改变，即使掉电也不会丢失。

ROM具有两个显著的优点：

①结构简单 ，所以位密度比可读/写存储器的高。

②具有非易失性 ，所以可靠性高。

分类

ROM的类型根据制造工艺的不同，ROM可分为掩模式只读存储器 （MROM)、一次可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器 （EPROM)、Flash存储器 和固态硬盘 （SSD)

(1)掩模式只读存储器 MROM的内容 由半导体制造厂按用户提出的要求在芯片的生产过程中直接写入，写入以后任何人都无法改变其内容 。

优点是可靠性高，集成度高，价格便宜；

缺点是灵活性差。

(2)一次可编程只读存储器 PROM是可以实现一次性编程的只读存储器 。允许用户利用专门的设备（编程器）写入自己的程序，一旦写入，内容就无法改变 。

(3)可擦除可编程只读存储器 EPROM不仅可以由用户利用编程器写入信息，而且可以对其内容进行多次改写。EPROM虽然既可读又可写，但它不能取代RAM,因为EPROM的编程次数有限，且写入时间过长。

（4）Flash存储器（重点）
Flash存储器是在EPROM的基础上发展起来的，它兼有ROM和RAM的优点，可在不加电的情况下长期保存信息，又能在线进行快速擦除与重写 。Flash存储器既有EPROM价格便宜、集成度高的优点，又有EPROM电可擦除重写的特点，且擦除重写的速度快。

（5）固态硬盘 （Solid State Drive,SSD)基于闪存的固态硬盘 是 用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，由控制单元和存储单元（Flash芯片）组成。保留了Flash存储器长期保存信息、快速擦除与重写的特性。对比传统硬盘也具有读/写速度快、低功耗的特性，缺点是价格较高。

3.2.3 主存储器的基本组成

主存和辅存之间的数据调动是由硬件和操作系统共同完成的，仅对应应用级程序员 透明

U盘属于（ROM(E^2ROM)）类型的存储器

3.2.4 多模块存储器

多模块存储器是一种空间并行技术 ，根据不同的编址方式，多模块存储器分为连续编址和交叉编址两种结构。单体多字存储器 是连续编址的多模块存储器，多体并行存储器 是交叉编址的多模块存储器。

为了提高存储器速度！

1.单体多字存储器

在 单体多字系统中，每个 存储单元存储m个字，总线宽度也为m个字，一次并行读出m个字。在一个存取周期内，从同一地址取出m条指令，然后将指令逐条送至CPU执行，即每隔1/m存取周期，CPU向主存取一条指令。这显然提高了单体存储器的工作速度。

缺点：只有 指令和数据 在主存中连续存放时 ，这种方法才能有效提升存取速度。

一旦遇到转移指令，或操作数不能连续存放时，这种方法的提升效果就不明显。

2.多体并行存储器

★小提示：多体交叉存储器
分高位和低位
因此下面有两种组织方式：
1️⃣高位多体交叉存储器的组织方式；
2️⃣低位多体交叉存储器的组织方式。

高位多体交叉存储器的组织方式

先把第一个体的信息读取完再去下一个体

低位多体交叉存储器

满足局部性原理（时间上，可以避免存储器恢复时间）

引入流水线 的读取方式

存取周期 / 总线周期 = 模块数

红线之后，流水线进入稳定状态

一个体每次提供一个B，默认低位地址交叉，挨个轮巡，进行两轮

T + （n-1）t（流水线式）

多模块交叉编址 分两类

流水线式（轮流启动）

类似于位拓展的同时启动

低位交叉编址确保了连续的地址，会映射到不同的芯片上，就可以让突发传送可以充分的利用到并行性，不会因为这个芯片的冲突而延迟传输。并且呢利用突发传送这个技术，在单次的访问请求中，

不同体之间来回访问

低位交叉存储器