存储系统探秘：存储器分类与技术指标

本文主要探讨了存储子系统，特别是存储器的分类、特性和技术指标。存储器按照存储介质、存取方式、读写功能、信息可保存性以及在计算机中的作用进行分类，如随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、高速缓冲存储器（Cache）和主存储器等。随着CPU速度的大幅提升，存储系统中的速度差异问题日益突出，因此引入了三级存储系统，包括Cache-主存层次和主存-外存层次，以缓和这种速度差异。主存储器的关键技术指标包括存取时间、存取周期和存储容量。存储器的物理实现涉及各种介质，如半导体（SRAM、DRAM）、磁表面存储（磁盘、磁带）和光存储（光盘）。半导体存储器有静态和动态之分，且有多种类型的只读存储器，如掩膜ROM、PROM和EPROM等。 在存储器的分类中，磁芯存储器是早期的存储技术，而半导体存储器因其速度和效率逐渐成为主流。MOS型存储器分为静态和动态两种，其中SRAM速度快但功耗大，适合用于Cache；而DRAM则成本低、容量大，常用于主存储器。存储器的速度差异导致了CPU和主存储器之间的性能瓶颈，为解决这个问题，引入了高速缓冲存储器Cache，它位于CPU和主存之间，通过预加载常用数据来减少等待时间。 存储器的技术指标主要包括存取时间，即访问一个数据所需的时间，以及存取周期，它包含了存取时间和复原时间。存储器带宽表示单位时间内能传输的数据量，是衡量存储系统性能的重要参数。存储容量则是存储单元的数量乘以每个单元的位数，通常以字节或字为单位。存储元是存储最基本的信息单位，而存储单元由多个存储元组成。 最后，半导体存储器利用半导体材料的不同稳定状态来表示二进制的0和1。这些介质包括双极型和MOS型，其中MOS型又分为静态和动态。此外，存储器还包括磁表面存储器（如磁盘、磁带）和光存储器（如CD、DVD），它们在不同的应用场景中发挥着重要作用。 存储子系统是一个复杂而关键的部分，涉及到多种技术和策略，以满足计算设备对数据存储和访问速度的需求。通过深入理解存储器的分类、特性和技术指标，可以优化系统的整体性能并解决由于速度差异带来的问题。