单体多字系统以及多体并行系统

2018-1-2

他们的出现是为了提高访存的速度。
1.单体多字系统
适用于程序和数据在存储体内是连续存放的情况。在一个存取周期内，从同一地址取出多条指令，然后再逐条将指令送至CPU执行，这样增大了存储器的带宽，提高了单体存储器的速度。这里的单体应该就是一个模块，但是每次可以读取多个字，可以和多体进行比较。
（图在唐朔飞老师的计算机组成原理书的103页）
2.多体并行系统
有多个模块，每个模块有相同的容量以及存取速度，各模块各自都有独立的地址寄存器（MAR），数据寄存器（MDR），地址译码，驱动电路和读写电路，他们能够并行工作，同时也能交叉工作（什么是交叉工作？），但是并行读出的数据在总线上需要分时传送。
地址分为体号与体内地址。
对于高位交叉编址的多体存储器而言，程序按体内地址顺序存放，他们在每一个模块中的地址是连续的，有利于存储器的扩充。高位地址表示体号，低位地址表示体内地址。
（图在唐朔飞老师的计算机组成原理书的104页）
对于地位交叉编址的多体存储器而言，程序连续存放在相邻体中（又有交叉存储之称），低位地址表示体号，高位地址表示体内地址。这种编址方式又称为模M编址，其中M为模块数。
每个模块的存取周期是不变的，但是CPU交叉访问各体，使得这几个存储体的读/写过程重叠进行。
（图在唐朔飞老师的计算机组成原理书的105页）
我们根据书上106页的图可以得知：
对于低位交叉的存储器，连续读取n个字所需的时间为T+（n-1）*t，
对于高位交叉的存储器，连续读取n个字所需的时间为n*T，

假设有4个模块组成的四体存储器结构，每个体的存储字长为32位，存取周期为200ns，假设数据总线宽度为32位，总线传输周期为50ns，试求顺序存储和交叉存储的存储器带宽。
连续读出4个字的信息量为32*4=128位，
顺序存储存储器连续读出4个字的时间为：200ns*4=800ns
交叉存储存储器连续读出4个字的时间为：200ns+50ns*(4-1)=350ns
顺序存储器的带宽为：128bit/800ns=16*10^7bps
交叉存储器的带宽为：128bit/350ns=37*10^7bps

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