深入理解计算机系统（第三版）/ CSAPP 杂谈，第6章：储存器层次结构

深入理解计算机系统, 读书  ·  2018年12月2日

• SRAM 贵，稳定，集成度低，用于高速缓存存储器

• DRAM 较便宜，不稳定，集成度高，需要定时重新读写和纠错码，用于主存和帧缓冲区

• DRAM 的存储单元（超单元）以二元阵列排列而不是线性排列，这样可以节省管脚。请求某个超单元先发送行，此时会将行缓存到内部行缓冲区；然后发送列，此时将该行该列的超单元数据返回给请求者。传统的 DRAM 会将剩余的数据丢掉，而 FPM DRAM会缓存整行。这两种DRAM早就已经停产了，现在主流是 DDR3/4 SDRAM。

• 可擦写编程器 EEPROM 掉电数据不丢失，主要用于存储数据，如闪存（U盘）

• 一般的程序都具有良好的局部性，即访问的数据都是在一个较密集的区间内，这样可以提高访问效率。但局部性也导致容易受到栈溢出攻击。印象中新版本的 Linux 内核有降低局部性，防止栈溢出攻击的策略。

• 存储器层次结构的本质是，每一层存储设备都是较低一层的缓存。

• 高速缓存步骤：1. 组选择（一般用内存中间的位避免相邻的内存分到同一个组） * 2.行匹配 3. 字抽取（返回）

• 直接映射高速缓存命中遵循定的策略，在真实的程序中很常见，会导致令人困惑的性能问题。例如反复调用两个相邻的内存块（两个数组），而两个内存块映射的组索引恰好一样（块大小为2的幂时尤为容易出现），就会导致冲突不命中，只能每次重新加载。解决方案可以是稍微扩充一下内存块大小。直接映射高速缓存限制是只能有1行。

• 组相联高速缓存每组可以有多行，冲突不命中的问题得到缓解。

• 缓存经常会用到 write-back 机制，即更新的数据不会立刻写入到下一层，而是每隔一段时间写一次，以获得更高的性能。L1 对 RAM，RAM 对 ROM 都会用到。write-allocate 是当需要写的时候，如果没有匹配缓存，就先加载进来，而不是 write-through 直接写进去。write-back 和 write-allocate 经常一起使用。

• i7 每个核心都有独立的 L1 i-cache (instructment) d-cache(data) 和 L2 unified cache。所有核心共享 L3 cache。L1 4周期，32kb，64组64块大小；L2 10周期，256KB，8行512组64块大小；L3 40-75 周期，8mb，16行8192组64块大小

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