存储器结构、cache、DMA架构分析--【原创】

存储器的层次结构

 

 

 

高速缓冲存储器  cache

 

读cache操作

 

 

cache如果包含数据就直接从cache中读出来，因为cache速度要比内存快

如果没有包含的话，就从内存中找，找到后就放到cache中去，以后再读的话就直接从cache读了，下次访问很多次的时候就会快很多，相当于提高了命中率，cpu的访问速度就大大提高了

 

cache能大大提高cpu的访问速率

 

cache的设计

不能太大，也不能太小

 

太大的话，因为程序在查看数据的时候需要把cache走一遍，如果cache太大，

那么走一遍的时间就太长，就不能达到提升速率的效果

 

如果太小的话，存放在内存的块数就少了，命中率降低，访问内存的次数就增加了，cpu性能同样降低了

 

块大小

Cache与memory的的数据交换单位

由小变大时， 由局部性原理，命中增加

变得更大时， 新近取得数据被用到的可能性，小于那些必须被移出Cache的数据再次用到的可能性，命中率大大降低

 

 

DMA

 

大量移动数据

 

cpu性能快，外设的速度比较慢，cpu就要一直等待外设

因此诞生了DMA

 

以前没有DMA，就把数据从内存经过cpu到外设

 

有了DMA的话，cpu把指令告诉DMA，把内存从某个地址开始，多大的数据写给外设，这样的话DMA就去做了，cpu就不用做了，DMA就把内存中取出数据，然后再到外设，这种机制就是DMA机制，cpu就解放了，做更重要的事，因此这种内存拷贝、数据大量移动拷贝的时候就用DMA来解放cpu，记住cpu只在开始于结束时参与

 

开始时：

 

结束时：

中断处理例程

 

 

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