平均访存时间T 一般分两种情况来考虑cPU的一次访存: 1)当命中时,访问时间即为T1(命中时间)。 2)当不命中时,在大多数二级存储系统中,若访 问的字不在M1中,就必须从M2中把包含所要访 问的字的块传送到M1,之后cPU才可在M1中访 问到这个字。假设TM为不命中开销,即从向M2 发出访问请求到把整个数据块调入M1中所需的 时间。则该存储系统的平均访存时间为: T=H+(1-H(T1+T)=71+(1-H)TM 或 T=T+FTM
• 平均访存时间T 一般分两种情况来考虑CPU的一次访存： 1）当命中时，访问时间即为T1（命中时间）。 2）当不命中时，在大多数二级存储系统中，若访 问的字不在M1中，就必须从M2中把包含所要访 问的字的块传送到M1，之后CPU才可在M1中访 问到这个字。假设TM为不命中开销，即从向M2 发出访问请求到把整个数据块调入M1中所需的 时间。则该存储系统的平均访存时间为： M M M T T FT T HT H T T T H T = + = + − + = + − 1 1 1 1 (1 )( ) (1 ) 或
存储器的层次结构 CPU内部 通用寄存器堆025ns 指令与数据缓冲栈第二层 存储容量递增并每位价格递减方向 高速缓冲存储器阐1ns 速 主存储器 (DRAM) 第四100ns 向 联机外部存储器 (硬磁盘机) 第五层8ms 脱机外部存储器 〖磁带、光盘存储器等)第六层
存储器的层次结构 第四层 CPU内部 通用寄存器堆 指令与数据缓冲栈 高速缓冲存储器 第一层 第二层 第三层 主存储器 ( DRAM ) 联机外部存储器 ( 硬磁盘机 ) 脱机外部存储器 (磁带、光盘存储器等) 第五层 第六层 访 问 速 度 递 增 方 向 存 储 容 量 递 增 并 每 位 价 格 递 减 方 向 0.25ns 1ns 100ns 8ms
51存储器的层次结构 层次式存储系统 1980年以来存储器和CPU性能随时间而提高的 情况(以1980年时的性能作为基准) 「存储器 △CPU 性能 3000 2000 1000 100 10 年 局部性原理是解决问题的基本思路
三. 层次式存储系统 1980年以来存储器和CPU性能随时间而提高的 情况（以1980年时的性能作为基准） 5.1 存储器的层次结构 局部性原理是解决问题的基本思路
51存储器的层次结构 ■局部性原理:从大量的统计中得到的一个规律是,程序 中对于存储空间90%的访问局限于存储空间的10%的区 域中,而另外10%的访问则分布在存储空间的其余90% 的区域中。这就是通常说的局部性原理。访存的局部性 规律包括两个方面: >时间局部性:如果一个存储项被访问,则该存储项可能很 快再次被访问. 空间局部性:如果一个存储项被访问,则该项及其相邻项 可能很快被一起访问 解决思路: 时间局部—把经常用的放入M1(快速的) 空间局部—把相邻的放入M1
◼ 局部性原理：从大量的统计中得到的一个规律是，程序 中对于存储空间90%的访问局限于存储空间的10%的区 域中，而另外10%的访问则分布在存储空间的其余90% 的区域中。这就是通常说的局部性原理。访存的局部性 规律包括两个方面： ➢ 时间局部性:如果一个存储项被访问,则该存储项可能很 快再次被访问. ➢ 空间局部性:如果一个存储项被访问,则该项及其相邻项 可能很快被一起访问. ◼ 解决思路： ➢ 时间局部——把经常用的放入M1（快速的） ➢ 空间局部——把相邻的放入M1 5.1 存储器的层次结构
5.1存储器的层次结构 1.“ Cache.主存”层 辅助硬件 次 目的:弥补主存速【m+-[[主存 度的不足 (a)“ Cache主存”层次 2.“主存辅存”层次 辅助软硬件 目的:弥补主存容 量的不足 CPU 主存 辅存 (b)“主存-辅存”层次
1.“Cache—主存”层 次 目的：弥补主存速 度的不足 2.“主存—辅存”层次 目的：弥补主存容 量的不足 5.1 存储器的层次结构