计算机科学基础 -- 访存单元
访存单元(Memory Access Unit)的概念
访存单元(Memory Access Unit) 是处理器中的一个关键模块,负责处理指令中的内存访问操作,包括从内存中读取数据和将数据写入内存。由于内存访问速度通常比处理器执行速度慢,如何高效地进行内存访问是提升整体处理性能的关键之一。
访存单元的功能
访存单元主要负责以下操作:
-
读操作:
- 加载(Load):将数据从内存读取到寄存器中,处理器执行指令时,需要从内存中提取操作数或指令,访存单元负责完成这一任务。
-
写操作:
- 存储(Store):将数据从寄存器写入到内存中,当处理器需要保存计算结果时,访存单元将数据写回到指定的内存地址。
-
缓存操作:
- 缓存管理:访存单元与缓存协作,以减少直接访问主存的次数,提高访问速度。
访存单元的工作流程
- 确定地址:访存单元从处理器获得要访问的内存地址。
- 检查缓存:访存单元首先检查缓存中是否存在所需数据(缓存命中)。
- 内存访问:如果缓存未命中,需访问主存。访存单元将内存地址传递给内存控制器,通过总线与主存通信。
- 数据传输:完成读写操作后,数据被返回处理器(读操作),或数据从处理器写入到内存(写操作)。
访存单元的性能瓶颈
- 存储器速度慢:主存(RAM)的访问速度比处理器的执行速度慢得多。
- 缓存未命中:缓存未命中会导致访存单元访问主存,增加延迟。
- 内存带宽限制:多个核同时争抢内存资源,内存带宽可能成为瓶颈。
访存单元的优化技术
- 缓存层次结构(Cache Hierarchy):通过L1、L2、L3缓存层次结构减少直接访问主存的次数。
- 预取(Prefetching):通过预测即将需要的数据提前加载到缓存中,减少缓存未命中的次数。
- 乱序执行(Out-of-Order Execution):处理器在等待访存数据时,执行其他指令,减少等待时间。
- 内存对齐和页面分配:优化内存的对齐方式,提高访存效率。
- 多通道内存(Multi-Channel Memory):通过多通道内存架构增加内存带宽,减轻内存带宽瓶颈。
- 内存银行交错(Memory Bank Interleaving):交错访问不同的内存银行,增加并行性。
访存单元的挑战
- 缓存一致性问题:多核处理器可能同时访问和修改同一块内存数据,导致缓存一致性问题。
- 内存延迟和带宽限制:随着处理器速度提高,内存延迟问题愈加突出,内存带宽也成为多核系统的瓶颈。
- 动态内存管理的复杂性:访存单元需要处理虚拟地址和物理地址的映射,管理页面错误和内存交换。
总结
访存单元是处理器中负责内存读写操作的模块,通过缓存、预取等技术优化内存访问效率。它面临缓存一致性、内存延迟和带宽等挑战。访存单元的设计和优化对系统性能至关重要。
相关文章:
计算机科学基础 -- 访存单元
访存单元(Memory Access Unit)的概念 访存单元(Memory Access Unit) 是处理器中的一个关键模块,负责处理指令中的内存访问操作,包括从内存中读取数据和将数据写入内存。由于内存访问速度通常比处理器执行速…...
Linux压缩、解压缩、查看压缩内容详解使用(tar、gzip、bzip2、xz、jar、war、aar)
在Linux环境中,你可以使用各种命令来压缩、解压缩和查看不同类型的压缩包。以下是常用的命令和操作说明,包括tar、gzip、bzip2、xz、jar、war、aar等类型的包文件。 1. tar命令:压缩、解压、查看tar包 压缩: tar -cvf archive.…...
StreamReader 和 StreamWriter提供自动处理字符编码的功能
FileStream、StreamReader 和 StreamWriter 都用于文件操作,但它们的设计目标和使用方式有所不同。下面是它们之间的主要差异以及如何结合使用的说明: 1. FileStream 用途:提供对文件的字节流访问,用于读写二进制数据。特点&…...
Gitlab备份、迁移、恢复和升级(Gitlab Backup, migration, recovery, and upgrade)
💝💝💝欢迎来到我的博客,很高兴能够在这里和您见面!希望您在这里可以感受到一份轻松愉快的氛围,不仅可以获得有趣的内容和知识,也可以畅所欲言、分享您的想法和见解。 推荐:Linux运维老纪的首页…...
MySQL:INSERT command denied to user
异常: INSERT command denied to user 解决办法: 请检查一下 MySQL 帐号是否有相应的权限...
【Android安全】Ubuntu 16.04安装GDB和GEF
1. 安装GDB sudo apt install gdb-multiarch 2. 安装GEF(GDB Enhanced Features) 官网地址:https://github.com/hugsy/gef 2.1 安装2021.10版本 但是在Ubuntu 16.04上,bash -c "$(curl -fsSL https://gef.blah.cat/sh)"等命令不好使&…...
ISO 21434与网络安全管理系统(CSMS)的协同作用
ISO/SAE 21434与CSMS(网络安全管理系统)之间的关系主要体现在以下几个方面: 提供指导框架:ISO/SAE 21434《道路车辆—网络安全工程》是一项国际标准,它为汽车行业提供了实施网络安全管理系统的国际认可的方法和最佳实…...
Vue 67 vuex 四个map方法的使用
mapState方法:用于帮助我们映射state中的数据为计算属性 computed: {//借助mapState生成计算属性:sum、school、subject(对象写法)...mapState({sum:sum,school:school,subject:subject}),//借助mapState生成计算属性:…...
Unity自带脚本之GameObject脚本
目录 GameObject基本成员变量 静态方法 创建自带几何体 1.查找对象 通过tag来查找对象 2查找多个对象 实例化对象(克隆对象)的方法 删除对象的方法 过场景不移除 Unity中的Object和C#中的万物之父的区别 成员方法 创建空物体 为对象 动态添加…...
软件测试面试题-自测
一、测试流程 1.项目测试流程你是怎么开展的? ①首先,需求分析阶段,分析需求点,需求确定以后进入测试计划阶段,参考需求规格说明书进行测试计划编写 ②接着,进入测试设计阶段,依据需求文档及原…...
深度学习-神经网络
文章目录 一、基本组成单元:神经元二、神经网络层三、偏置与权重四、激活函数1.激活函数的作用2.常见的激活函数1).Sigmoid2).Tanh函数3).ReLU函数 五、优点与缺点六、总结 神经网络(Neural Network, NN)是一种模拟人类大脑工作方式的计算模型…...
Redis - 集群篇 - 集群模式
面试的时候被人问到集群的问题,搬砖仔哪懂这么多,继续整理一下知识点 Redis 集群模式 Redis集群就是将多个Redis节点连接在一起, 让Redis在不同的节点上同时提供服务。 Redis集群主要有三种模式: 主从复制模式(mast…...
Robot Operating System——线速度和角速度
大纲 应用场景1. 移动机器人控制场景描述具体应用 2. 无人机控制场景描述具体应用 3. 机械臂运动控制场景描述具体应用 4. 自动驾驶车辆控制场景描述具体应用 5. 机器人仿真场景描述具体应用 6. 机器人传感器数据处理场景描述具体应用 定义字段解释 案例 geometry_msgs::msg::T…...
量化投资策略_因子打分选股的案例实现
一:因子打分选股的介绍 因子打分选股是一种量化投资策略,它通过选取多个与股票收益率相关的因子,对股票进行综合评分,然后根据评分来选择股票构建投资组合。以下是构建多因子打分选股模型的一般步骤: 数据预处理&…...
架构师知识梳理(七):软件工程-工程管理与开发模型
软件工程概述 软件开发生命周期 软件定义时期:包括可行性研究和详细需求分析过程,任务是确定软件开发工程必须完成的总目标,具体可分成问题定义、可行性研究、需求分析等。软件开发时期:就是软件的设计与实现,可分成…...
bp的模块被隐藏了
看我们现在没有代理那个模块了 我们点击查看 这里有被我们隐藏的模块,比如代理等,把前面的眼睛点一下 这个模块就出来了,如果想把他固定在任务栏里 拖动这个位置 就好了,如果有其他问题可以留言,看到可进我的努力给你…...
C++学习笔记(21)
243、条件变量-生产消费者模型 条件变量是一种线程同步机制。当条件不满足时,相关线程被一直阻塞,直到某种条件出现,这些线 程才会被唤醒。 C11 的条件变量提供了两个类: condition_variable:只支持与普通 mutex 搭配&…...
Ubuntu系统入门指南:常用命令详解
Ubuntu系统入门指南:常用命令详解 引言 Ubuntu是一个基于Linux内核的开源操作系统,由Canonical公司和社区共同开发和维护。它以易用性、稳定性和广泛的软件支持而著称,广泛应用于个人电脑、服务器和云计算环境。对于新手来说,掌…...
keep-alive缓存不了iframe
最近做了个项目,其中有个页面是由 iframe 嵌套了一个另外的页面,在运行的过程中发现 KeepAlive 并不生效,每次切换路由都会触发 iframe 页面的重新渲染,代码如下: <router-view v-slot"{ Component }">…...
Gradio快速部署构建AIGC的web应用 ,python
Gradio快速部署构建AIGC的web应用 ,python Gradio开源项目链接: https://github.com/gradio-app/gradiohttps://github.com/gradio-app/gradio (1)python的pip安装: pip install gradio (2)写…...
XML Group端口详解
在XML数据映射过程中,经常需要对数据进行分组聚合操作。例如,当处理包含多个物料明细的XML文件时,可能需要将相同物料号的明细归为一组,或对相同物料号的数量进行求和计算。传统实现方式通常需要编写脚本代码,增加了开…...
国防科技大学计算机基础课程笔记02信息编码
1.机内码和国标码 国标码就是我们非常熟悉的这个GB2312,但是因为都是16进制,因此这个了16进制的数据既可以翻译成为这个机器码,也可以翻译成为这个国标码,所以这个时候很容易会出现这个歧义的情况; 因此,我们的这个国…...
dedecms 织梦自定义表单留言增加ajax验证码功能
增加ajax功能模块,用户不点击提交按钮,只要输入框失去焦点,就会提前提示验证码是否正确。 一,模板上增加验证码 <input name"vdcode"id"vdcode" placeholder"请输入验证码" type"text&quo…...
[10-3]软件I2C读写MPU6050 江协科技学习笔记(16个知识点)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16...
Linux云原生安全:零信任架构与机密计算
Linux云原生安全:零信任架构与机密计算 构建坚不可摧的云原生防御体系 引言:云原生安全的范式革命 随着云原生技术的普及,安全边界正在从传统的网络边界向工作负载内部转移。Gartner预测,到2025年,零信任架构将成为超…...
[Java恶补day16] 238.除自身以外数组的乘积
给你一个整数数组 nums,返回 数组 answer ,其中 answer[i] 等于 nums 中除 nums[i] 之外其余各元素的乘积 。 题目数据 保证 数组 nums之中任意元素的全部前缀元素和后缀的乘积都在 32 位 整数范围内。 请 不要使用除法,且在 O(n) 时间复杂度…...
JAVA后端开发——多租户
数据隔离是多租户系统中的核心概念,确保一个租户(在这个系统中可能是一个公司或一个独立的客户)的数据对其他租户是不可见的。在 RuoYi 框架(您当前项目所使用的基础框架)中,这通常是通过在数据表中增加一个…...
技术栈RabbitMq的介绍和使用
目录 1. 什么是消息队列?2. 消息队列的优点3. RabbitMQ 消息队列概述4. RabbitMQ 安装5. Exchange 四种类型5.1 direct 精准匹配5.2 fanout 广播5.3 topic 正则匹配 6. RabbitMQ 队列模式6.1 简单队列模式6.2 工作队列模式6.3 发布/订阅模式6.4 路由模式6.5 主题模式…...
Java毕业设计:WML信息查询与后端信息发布系统开发
JAVAWML信息查询与后端信息发布系统实现 一、系统概述 本系统基于Java和WML(无线标记语言)技术开发,实现了移动设备上的信息查询与后端信息发布功能。系统采用B/S架构,服务器端使用Java Servlet处理请求,数据库采用MySQL存储信息࿰…...
Qt 事件处理中 return 的深入解析
Qt 事件处理中 return 的深入解析 在 Qt 事件处理中,return 语句的使用是另一个关键概念,它与 event->accept()/event->ignore() 密切相关但作用不同。让我们详细分析一下它们之间的关系和工作原理。 核心区别:不同层级的事件处理 方…...
