- 相關(guān)推薦
最新硬件基礎(chǔ)知識(shí)大全(下)
引導(dǎo)語(yǔ)：計(jì)算機(jī)硬件，你了解多少呢?下面是百分網(wǎng)小編搜集的硬件基礎(chǔ)知識(shí)大全(下)，供大家參考。
最新硬件基礎(chǔ)知識(shí)大全(下)
高速緩存--Cache
介紹Cache的分級(jí)隨著CPU的速度的加快，它與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM配合工作時(shí)往往需要插入等待狀態(tài)，這樣難以發(fā)揮出CPU的高速度，也難以提高整機(jī)的性能。如果采用靜態(tài)存儲(chǔ)器，雖可以解決該問(wèn)題，但SRAM價(jià)格高。在同樣容量下，SARM的價(jià)格是DRAM的4倍。而且SRAM體積大，集成度低。為解決這個(gè)問(wèn)題，在386DX以上的主板中采用了高速緩沖存儲(chǔ)器--Cache技術(shù)。其基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的緩沖區(qū)，即Cache系統(tǒng)。80486以及更高檔微處理器的一個(gè)顯著特點(diǎn)是處理器芯片內(nèi)集成了SRAM作為Cache，由于這些Cache裝在芯片內(nèi)，因此稱為片內(nèi)Cache。486芯片內(nèi)Cache的容量通常為8K。
高檔芯片如Pentium為16KB，PowerPC可達(dá)32KB。Pentium微處理器進(jìn)一步改進(jìn)片內(nèi)Cache，采用數(shù)據(jù)和雙通道Cache技術(shù)，相對(duì)而言，片內(nèi)Cache的容量不大，但是非常靈活、方便，極大地提高了微處理器的性能。片內(nèi)Cache也稱為一級(jí)Cache。由于486，586等高檔處理器的時(shí)鐘頻率很高，一旦出現(xiàn)一級(jí)Cache未命中的情況，性能將明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加Cache，稱為二級(jí)Cache。二級(jí)Cache實(shí)際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由于系統(tǒng)板上的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)低于CPU的速度，如果沒(méi)有二級(jí)Cache就不可能達(dá)到486，586等高檔處理器的理想速度。二級(jí)Cache的容量通常應(yīng)比一級(jí)Cache大一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。在系統(tǒng)設(shè)置中，常要求用戶確定二級(jí)Cache是否安裝及尺寸大小等。二級(jí)Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機(jī)中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU采用了相同的時(shí)鐘周期，以相同的速度同步工作。
相對(duì)于異步Cache，性能可提高30% 以上。什么是CACHE存儲(chǔ)器? 所謂Cache，即高速緩沖存儲(chǔ)器，是位于CPU和主存儲(chǔ)器DRAM(Dynamic RAM)之間的規(guī)模較小的但速度很高的存儲(chǔ)器，通常由SRAM組成。SRAM(Static RAM)是靜態(tài)存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)。由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導(dǎo)體工藝，因此與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM比較，SRAM 的存取速度快，但體積較大，價(jià)格很高。由于動(dòng)態(tài)RAM組成的主存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)速度低于CPU 的速度，而CPU每執(zhí)行一條指令都要訪問(wèn)一次或多次主存，所以CPU總是要處于等待狀態(tài)，嚴(yán)重地降低了系統(tǒng)的效率。
采用Cache之后，在Cache中保存著主存儲(chǔ)器內(nèi)容的部分副本，CPU在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，首先訪問(wèn)Cache。由于Cache的速度與CPU相當(dāng)，因此CPU就能在零等待狀態(tài)下迅速地完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。只有Cache中不含有CPU所需的數(shù)據(jù)時(shí)，CPU才去訪問(wèn)主存。CPU在訪問(wèn)Cache時(shí)找到所需的數(shù)據(jù)稱為命中，否則稱為未命中。因此，訪問(wèn)Cache的命中率則成了提高效率的關(guān)鍵。而提高命中率則取決于Cache存儲(chǔ)器的映象方式和Cache內(nèi)容替換的算法等一系列因素。對(duì)內(nèi)存擴(kuò)容時(shí)應(yīng)遵循哪些規(guī)則? 1.對(duì)大多數(shù)PC機(jī)來(lái)說(shuō)，不能在同一組Bank內(nèi)(每組包括兩到四個(gè)插座)將不同大小的SIMM條混合在一起。很多PC機(jī)都可安裝不同容量的SIMM，但裝在PC機(jī)同一組中的.所有SIMM必須具有相同的容量，例如，對(duì)一個(gè)四插槽組來(lái)說(shuō)，PC機(jī)一般既可接受1MB的SIMM條，也可接受4MB的SIMM條，可在該組的每個(gè)槽內(nèi)安裝1MB SIMM，則這一組共可容納4MB內(nèi)存。也可在該組每個(gè)槽內(nèi)安裝4MB SIMM，則這一組共可容納16MB內(nèi)存。但是，不能為了得到10MB內(nèi)存，在兩個(gè)槽內(nèi)插入1MB的SIMM條，而在另兩個(gè)槽中插入4MB的SIMM條。2.對(duì)于很多PC機(jī)來(lái)說(shuō)，若把不同速度的SIMM混合在一起，即使它們的容量相同也會(huì)帶來(lái)麻煩。例如，計(jì)算機(jī)中已有運(yùn)行速度為60納秒(ns)的4MB內(nèi)存，而文檔中說(shuō)70ns的SIMM也能工作。如果在母板的空閑內(nèi)存槽中再插入速度為70ns的SIMM條，機(jī)器會(huì)拒絕引導(dǎo)或在啟動(dòng)后不久就陷于崩潰。
對(duì)于某些機(jī)器來(lái)說(shuō)，若把速度低的SIMM放至第一組，則可解決速度混合問(wèn)題。計(jì)算機(jī)
會(huì)按最低速度存取，剩余部分不會(huì)再有用。3.對(duì)于大多數(shù)PC機(jī)來(lái)說(shuō)，必須將一組的所有插槽都插滿�；蛘邔⒁唤M全部置空(當(dāng)然第一組不行)。在一組中不能只裝一部分。4.PC機(jī)可接受的SIMM大小有一個(gè)上限(最大值可從PC機(jī)說(shuō)明書(shū)中找到。若沒(méi)有說(shuō)明書(shū)，唯一的方法就是從實(shí)踐中找到最大值了)。何謂30線、72線、168線內(nèi)存條內(nèi)存條;30線;72線;168線介紹30線、72線、168線內(nèi)存條的有關(guān)知識(shí)及相互之間的區(qū)別條形存儲(chǔ)器是把一些存儲(chǔ)器芯片焊在一小條印制電路板上做成的，即稱之為內(nèi)存條，所謂內(nèi)存條線數(shù)即引腳數(shù)，按引腳數(shù)不同可把內(nèi)存條分為30線的內(nèi)存條、72線的內(nèi)存條(SIMM，即Sigle inline Memory Modale)和168線的內(nèi)存條(DIMM，即Double inline Memory Module)。內(nèi)存條的引腳數(shù)必須與主板上內(nèi)存槽的插腳數(shù)相匹配，內(nèi)存條插槽也有30線、72 線和168線三種。30線內(nèi)存條提供8位有效數(shù)據(jù)位。常見(jiàn)容量有256KB、1MB和4MB。72線的內(nèi)存條體積稍大，提供32位的有效數(shù)據(jù)位。常見(jiàn)容量有4MB、8MB、16MB和32MB。按下按鍵你可以看到72線內(nèi)存條的外觀形狀。168線的內(nèi)存條體積較大，提供64位有效數(shù)據(jù)位。如何識(shí)別Cache存儲(chǔ)器芯片標(biāo)志? 目前微機(jī)系統(tǒng)中，常用的靜態(tài)RAM的容量有8K×8位(64Kbit)、32K×8(256Kbit)位以及64K×8(512Kbit)位三種芯片，存取時(shí)間(周期)為15ns到30ns。
以上參數(shù)在靜態(tài)SRAM芯片上常標(biāo)注為：XX64-25(XX65-25)、XX256-15(XX257-15)、XX512-15等。以XX256-15為例，其中“256”表示容量(單位為Kbit)，“15”表示存取時(shí)間(單位為ns)。在表示SRAM存儲(chǔ)器容量的數(shù)值中，“64”與“65”相同，都表示該芯片的容量為64Kbit，即8KB。同理，“256”與“257”的含義也相同，即該芯片的容量為32KB。例如在華碩PVI686SP3主板上使用的SRAM芯片為W24257AK-15，即該芯片的容量為32K×8位，存取速度為15ns。如何用軟件的方法檢測(cè)Cache?檢測(cè);高速緩存;Cache 介紹用軟件檢測(cè)Cache的方法,主板上Cache的大小和有無(wú)很難用一般方法判斷，尤其是有的主板連BIOS都被不法經(jīng)銷(xiāo)商修改過(guò)以方便作假。486時(shí)代常用的拔插法現(xiàn)在也不靈了——奔騰主板上很多標(biāo)稱256K的Cache芯片都是直接SMT(表面安裝)上去的，無(wú)法拔插。測(cè)試Cache的軟件確實(shí)有一些，如CCT等，但普通用戶很難得到這些專業(yè)軟件。2.分類(lèi)認(rèn)識(shí)內(nèi)存內(nèi)存作為微型計(jì)算機(jī)
的重要部件之一，已從早期的普通內(nèi)存，發(fā)展到目前的同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存，還有越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于多媒體領(lǐng)域的RDRAM與后來(lái)的SDRAM Ⅱ、DDR RAM。內(nèi)存大致的分類(lèi)情況如下：1.FPM(Fast Page Mode) FPM(快頁(yè)模式)是較早的個(gè)人計(jì)算機(jī)
普遍使用的內(nèi)存，它每隔3個(gè)時(shí)鐘脈沖周期傳送一次數(shù)據(jù)�，F(xiàn)在已很少見(jiàn)到使用這種內(nèi)存的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)了。2.EDO(Extended Data Out) EDO(擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出)內(nèi)存取消了主板與內(nèi)存兩個(gè)存儲(chǔ)周期之間的時(shí)間間隔，每隔2個(gè)時(shí)鐘脈沖周期傳輸一次數(shù)據(jù)，大大地縮短了存取時(shí)間，使存取速度提高30%，達(dá)到60ns。EDO內(nèi)存主要用于72線的SIMM內(nèi)存條，以及采用EDO內(nèi)存芯片的PCI顯示卡(參閱本書(shū)后面的內(nèi)容)。注：EDO內(nèi)存條是普通DRAM內(nèi)存的改進(jìn)型，它比普通內(nèi)存提高速度約10%20%左右。當(dāng)它在完成某一單元信息的讀寫(xiě)之前，能提前讀寫(xiě)下一單元的信息，這樣就提高了內(nèi)存的讀寫(xiě)速度。但只是在普通內(nèi)存的基礎(chǔ)上改進(jìn)了它的讀寫(xiě)方式，但它的讀寫(xiě)速度卻仍然不夠快，只能達(dá)到50ns60ns之間。對(duì)于CPU的幾ns的速度來(lái)說(shuō)，仍然存在著很大的差別。這種內(nèi)存流行在486以及早期的奔騰計(jì)算機(jī)
系統(tǒng)中，它有72線和168線之分，采用5V電壓，帶寬32 bit，可用于Intel FX/VX芯片組主板上，所以某些使用奔騰100/133的計(jì)算機(jī)
系統(tǒng)目前還在使用它。不過(guò)要注意的是，由于它采用5V電壓，跟下面將要介紹的SDRAM不同(SDRAM為3.3v)，兩者混合使用時(shí)就會(huì)很容易會(huì)被燒毀，因此在使用前最好了解一下該主板使用的是3.3v還是5V電壓。3.S(Synchronous)DRAM SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)是目前奔騰計(jì)算機(jī)
系統(tǒng)普遍使用的內(nèi)存形式。SDRAM將CPU與RAM通過(guò)一個(gè)相同的時(shí)鐘鎖在一起，使RAM和CPU能夠共享一個(gè)時(shí)鐘周期，以相同的速度同步工作，與EDO內(nèi)存相比速度能提高50%。注：SDRAM采用的是新型的64位數(shù)據(jù)讀寫(xiě)形式，內(nèi)存條的引腳為168線，采用雙列直插式的DIMM內(nèi)存條，讀寫(xiě)速度最高達(dá)到了10ns，是目前最快的內(nèi)存芯片，同時(shí)也是奔騰II和奔騰III計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首選的內(nèi)存條。隨著SDRAM的問(wèn)世，快頁(yè)模式(FPM)DRAM被很徹底打入了冷宮。由于高效內(nèi)存集成電路的出現(xiàn)和為優(yōu)化的奔騰CPU運(yùn)行效能而設(shè)計(jì)的INTEL HX、VX等核心邏輯芯片組的支持，EDO DRAM被廣泛采用了，它采用了一種特殊的內(nèi)存讀出電路控制邏輯，在讀寫(xiě)一個(gè)地址單元時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)下一個(gè)連續(xù)地址單元的讀寫(xiě)周期。從而節(jié)省了重選地址的時(shí)間，使存儲(chǔ)總線的速率提高到40 MHz。也就是說(shuō)，因此說(shuō)與快頁(yè)內(nèi)存相比性能提高了將近15%～30%，而其制造成本卻與之相近，但是也只是輝煌了一時(shí)，面市的時(shí)間將極為短暫，這是為什么呢?因此不久之后市場(chǎng)
上主流CPU的主頻高達(dá)200 MHz以上。為優(yōu)化CPU的運(yùn)行效能，總線時(shí)鐘頻率至少要達(dá)到66 MHz以上，多媒體應(yīng)用程序以及Windows 95/97/98和Windows NT操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的要求也越來(lái)越高，為緩解速度不夠的瓶頸只有采用新的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，否則就不能支持高速總線時(shí)鐘頻率，而不必于插入指令等待周期，在理論上內(nèi)存的速度需要與CPU頻率同步，即與CPU共享一個(gè)時(shí)鐘周期的同步動(dòng)態(tài)內(nèi)存(Synchronous DRAMS)，所以SDRAM應(yīng)運(yùn)而生，與其它內(nèi)存結(jié)構(gòu)相比，性能/價(jià)格比最高，最終取代了它們成為了內(nèi)存發(fā)展一個(gè)時(shí)期內(nèi)的主流。SDRAM基于雙存儲(chǔ)體結(jié)構(gòu)，內(nèi)含兩個(gè)交錯(cuò)的存儲(chǔ)陣列，當(dāng)CPU從一個(gè)存儲(chǔ)體或陣列訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)就已為讀寫(xiě)數(shù)據(jù)做好了準(zhǔn)備，通過(guò)這兩個(gè)存儲(chǔ)陣列的緊密切換，讀取效率就能得到成倍的提高。SDRAM的速度早就超過(guò)了100MHz，存儲(chǔ)時(shí)間達(dá)到5～8ns毫不費(fèi)力，現(xiàn)在128 MB的SDRAM內(nèi)存條也是大量上市，SDRAM占據(jù)市場(chǎng)
的主導(dǎo)地位已是不可否認(rèn)的事實(shí)，其價(jià)格也在大幅下降。
【最新硬件基礎(chǔ)知識(shí)(下)】相關(guān)文章：
學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)06-05
計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)：手寫(xiě)板07-05
2017年計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)09-12
最新電腦硬件知識(shí)分享05-11
最新期貨從業(yè)《期貨基礎(chǔ)知識(shí)》精選試題及答案10-12
最新銀行從業(yè)“中間業(yè)務(wù)”基礎(chǔ)知識(shí)07-05
最新電工基礎(chǔ)知識(shí)試題庫(kù)（帶答案）05-13
最新口腔執(zhí)業(yè)助理醫(yī)師基礎(chǔ)知識(shí)鞏固試題10-25
電腦的硬件組成08-24