knowverseModerne computere afbalancerer hastighed og kapacitet ved at bruge en lagdelt hukommelsesstruktur. Forståelsen af, hvordan data bevæger sig mellem processor og lager, forklarer computerens opførsel.
Din score kommer straks.
Ingeniører øgede processorhastigheden, men RAM-teknologien prioriterede tæthed og kapacitet over hastighed, hvilket skabte en stor latensforskel.
However, the technology inside RAM focused more on storing more data rather than delivering it faster.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
DRAM-celler gemmer data som en elektrisk ladning. Da komponenterne lækker strøm, skal hukommelsescontrolleren opfriske dem.
Because capacitors are essentially tiny batteries, they naturally leak electricity over time, causing the stored data to fade away.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
En DRAM-celle behøver kun én transistor og én kondensator, hvorimod en SRAM-celle typisk kræver seks transistorer.
However, while a DRAM cell needs only one transistor and one capacitor, a single SRAM cell usually requires six transistors.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Temporal lokalitet refererer til et programs gentagne brug af den samme variabel inden for et kort tidsrum.
The first pattern we see here is Temporal Locality, which describes the tendency to reuse the same data multiple times in a short window of time.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Når data mangler i cachen, opstår der et cache-miss, og systemet må hente det fra hovedhukommelsen.
However, if the requested data is not in the cache, the result is a Cache Miss.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
MMU'en er en hardwarekomponent, der øjeblikkeligt konverterer virtuelle adresser til fysiske placeringer i RAM.
Since the CPU works with virtual addresses, but the data lives in physical RAM, we need a translator: the Memory Management Unit.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Når for mange programmer kører, bruger systemet al tid på swapping i stedet for at eksekvere instruktioner.
If you have too many programs open, the system might get stuck in a loop of constantly moving data in and out of RAM.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Read-Only Memory er ikke-flygtig, hvilket betyder, at data forbliver intakte, selvom strømmen er slukket.
To solve this, computers use Read-Only Memory, or ROM, which holds the essential code needed to wake the system up.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
L3-cachen er langsommere end L1 og L2, men deles på tværs af kerner for at reducere langsomme ture til RAM.
While L3 is slower than L1 and L2, it acts as a massive reservoir that prevents the cores from having to talk to the much slower RAM.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Hukommelsen opdeles i faste blokke kaldet sider, hvor 4KB er standarden defineret af arkitekturen.
A Page is a fixed-size block of virtual memory, usually 4 kilobytes (4KB) in size, which acts as the basic unit of transfer.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Nedenfor ser du svaret og forklaringen til hvert spørgsmål.
Find flere quizzer og hele kurser i den gratis iOS-app (på engelsk).
Læs mere om emnet
Indeni en moderne computer udfører processoren milliarder af operationer hvert sekund. Den venter dog ofte i hundreder af cyklusser på data fra hovedhukommelsen. Denne forsinkelse kaldes latens og skaber en flaskehals kendt som hukommelsesvæggen.
For at løse dette placerer ingeniører lille, højhastighedshukommelse kaldet cache direkte i eller nær processoren. Da cachen bruger statisk RAM, giver den næsten øjeblikkelig adgang, men koster væsentligt mere pr. bit end standard-RAM.
Processorer er afhængige af små statiske hukommelsesbuffere for at undgå at gå i stå. Da statisk hukommelse kræver seks transistorer pr. bit, er den for dyr og fysisk stor til at erstatte hovedhukommelsen fuldstændigt.
To solve this, engineers place a small, high-speed memory called a Cache directly between the CPU and the main RAM.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
De hukommelsesstik, der sættes i et bundkort, består af dynamisk RAM (DRAM). DRAM gemmer bits som elektrisk ladning i bittesmå kondensatorer, der lækker over tid, hvilket kræver konstante opfriskningscyklusser fra hukommelsescontrolleren.
Dette behov for opfriskning skaber latens, men kondensatorerne er små nok til at rumme gigabytes af prisbillig hukommelse på et enkelt kort. Det fysiske design prioriterer tæthed frem for rå hastighed.
Når den fysiske RAM fyldes op, bruger operativsystemet lagringsdrev som midlertidig plads. At flytte data frem og tilbage mellem hurtig hukommelse og langsommere drev skaber et hastighedstab kendt som swapping.
The sticks of memory you plug into a motherboard are made of DRAM, or Dynamic Random Access Memory.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Programmer har en tendens til at tilgå nærliggende data gentagne gange i stedet for at hoppe tilfældigt rundt i hukommelsen. Denne forudsigelige opførsel kaldes lokalitetsprincippet og hjælper hardwarecacher med at forudsige næste træk.
Når programmer kræver mere plads end den fysiske RAM, opretter operativsystemet et større arbejdsområde ved hjælp af virtuel hukommelse. Hukommelsesstyringen oversætter virtuelle adresser til fysiske.
Hvis for mange programmer kører på én gang, sidder systemet fast i en køreloop med konstant flytning af data ind og ud af RAM, kaldet thrashing. Det sikrer, at processoren modtager data effektivt.
This predictable behavior is known as the Locality Principle, and it is the secret reason why modern computers feel fast.
Fra teksten i Knowverse-kurset.
Kilder: Memory and Storage Hierarchies. Hvert spørgsmål eller trin indeholder et uddrag fra kurset.
