计算机组成微课版第八章

第八章：存储器层次结构

1. 存储器层次结构的定义

存储器层次结构是指由快到慢、容量由小到大、成本由高到低排列的多级存储器系统，旨在提高计算机性能和降低成本。

2. 存储器的种类

主存储器：CPU 直接访问的存储器，容量较大但速度较慢，如 DRAM。

辅助存储器：容量较大但速度较慢，如硬盘、闪存、光盘等。

3. 存储器层次结构的组成

存储器层次结构由多级存储器组成，每一级存储器都比上一级存储器速度更快、容量更小、成本更高，一般包括：

L1 缓存：CPU 内部的高速缓存，容量较小但速度非常快。

L2 缓存：CPU 外部的高速缓存，容量较大但速度比 L1 缓存慢。

主存储器：CPU 直接访问的存储器，容量较大但速度较慢。

辅助存储器：容量较大但速度较慢。

4. 存储器层次结构的优化

存储器层次结构的优化旨在提高计算机性能和降低成本，主要包括：

提高高速缓存的命中率。

采用更快的存储器技术。

增加高速缓存的容量。

优化数据传输方式，如预取技术等。

5. 存储器层次结构的应用

存储器层次结构广泛应用于计算机系统中，包括：

CPU 内部的 L1、L2 缓存。

GPU 内部的缓存。

服务器中的多级缓存。

移动设备中的闪存等。

总之，存储器层次结构是现代计算机系统中不可或缺的组成部分，它可以提高计算机性能和降低成本。