多体交叉存储器 学习笔记

提出背景

在不提高存储器速率,不扩展数据通路位数的前提下,通过存储芯片的交叉组织,提高CPU单位时间内访问的数据量。

多体并行系统

多体并行系统是指多个容量相同的存储模块,而各模块各自有独立的地址寄存器(AR),译码器和数据寄存器(DR)。
按照编址方式可分为:

  1. 高位多体交叉(又名顺序存储)
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  2. 低位多体交叉
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高位多体交叉

  1. 高位地址表示体号,低位地址为体内地址
  2. 一个体内的地址是连续的,只需要一个地址寄存器,也有利于存储器的扩充
  3. 多模块串行,性能无提升

低位多体交叉

  1. 低位地址表示体号,高位地址表示体内地址(这种编址方法又称模M编址,M等于模块数)
  2. 相邻地址位于不同存储体中,每个存储体都需要寄存器
  3. 多模块并行,可以实现对存储器的流水线式访问,性能提升

性能分析

设存储周期为T,总线传送周期为τ,交叉模数为m。
为了实现流水线方式存取,每通过τ时间延迟后启动下一个模块,应满足:
T = m τ
交叉存储器要求其模块数 >= m,以保证启动某模块后经过mτ时间后再次启动该模块时,它上次存取操作已经完成。

  • 对于低位多体交叉,连续并行读取n个字的时间:
    t1 = T + ( n - 1 )τ
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  • 对于高位多体交叉,连续读取n个字的时间:
    t2 = n T

实例

8086存储器组织和IO组织 奇偶分体 学习笔记