存储器层次结构（一）存储技术概述 重要程度：☆☆ 可参考原网页：Notion – The all-in-one workspace for your notes, tasks, wikis, and databases. 写在前面 本书（《计算机组成与设计》）中的存储器存次结构这一章说是层次结构，其实主要是在讲和CPU更为接近的Cache，对于其他更低层次的存储结构所费笔墨不多，想要了解更多、更细的存储知识（SRAM、DRAM、Disk）可以参考CMOS VLSI Design: A Circuits and Systems Perspective、Memory Systems: Cache, DRAM, DiskDRAM：主存采用动态随机访问存储DRAM器件实现；SRAM：近处理器的存储层次使用静态随机访问存储SRAM器件实现；闪存（flash memory）：这种非易失性存储一般作为个人移动设备的二级存储；磁盘（magnetic disk）：用来实现服务器上最大也是最慢的存储层次。
典型的存储及其访问时间、成本 SRAM 为防止读操作时信息丢失，典型的SRAM每比特采用6个或8个晶体管来实现。SRAM不需要刷新电路，所以访问时间可以和处理器的时钟周期接近，且只要提供电源，数值会被一直保存。 DRAM DRAM的每个比特仅使用单个晶体管来存储数据，它比SRAM的密度更高，每比特价格更低廉。由于DRAM在单个晶体管上存储电荷，因此不能长久保持数据，必须进行周期性的刷新。与SRAM相比，这也是该结构被称为动态的原因。为更好地优化与处理器的接口，DRAM添加了时钟，因此被称为同步DRAM(Synchronous DRAM,SDRAM)。SDRAM的好处在于，使用时钟消除了内存和处理器之间的同步问题。同步DRAM的速度优势来自于，进行突发传输(burst transfer)时无须指定额外地址位，而是通过时钟来突发传输后续数据对于4个bank的结构，只需要一次访问时间，之后以轮转的方式对这4个bank进行访问，这样就获得了4倍的带宽。这种轮转的访问方式称为交叉地址访问(address interleaving)。典型的DIMM包括4～16个DRAM颗粒，在服务器系统中每个DRAM颗粒通常被组织成8字节宽度。一个使用了DDR4-3200 SDRAM的DIMM每秒能够传输8×3200=25600 MB的数据，这样的DIMM结构使用它的带宽来命名：PC25600。 一个DIMM可以有许多DRAM芯片，但是在特定的传输中只有其中的一部分芯片会被使用。因此需要一个术语来表示DIMM中共享地址总线的芯片集合。为避免与DRAM内部的 行和bank混淆，使用rank来表示这一芯片子集。 Flash Memory 闪存是一种电可擦除的可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory,EEPROM)。 Disk 一个讲的很赞的油管视频： How do hard drives work? – Kanawat Senanan
磁盘原理 示意图 原理：电磁感应 每个磁盘表面被分为若干的同心圆，称为磁道track 每条磁道按序划分为上千个保存信息的扇区sector 每个盘面都配有一个磁头head 操作系统通过三步完成对磁盘的数据访问： 第一步，将磁头定位在正确的磁道上方，这个操作称为寻道seek；一旦磁头到达正确的磁道，我们需要等待所需扇区旋转到读写磁头下，这段时间被称为旋转延时rotational latency；最后一部分是传输时间transfer time，即传输数据块(block)的时间。传输时间是扇区大小、旋转速度和磁道记录密度的函数。 磁盘与半导体存储器件的两个主要区别是： 由于存在机械装置，磁盘的访问速度更慢。例如，闪存的速度是磁盘的1000倍，DRAM是磁盘的倍。但是，由于可以最低的成本获得非常高的存储容量，磁盘的单位成本更低，一般便宜10到100倍。与闪存相同，磁盘也是非易失性存储。但是与闪存不同的是，磁盘没有写损耗问题。不过闪存更坚固，因此更适合个人移动设备。
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