最近的计算机通常采用 DRAM( Dynamic Random Access Memory, 动态随机存储器) 技术的内存。 DRAM 是通过在电容器中积蓄电荷来保存数据的存储元件。 电容器中充电状态是 1, 放电状态是 0, 以此来表示数值。 由于电容器中的电荷一段时间后会衰减, 所以 DRAM 需要定期进行重新写入数据的刷新( Refresh) 操作。 根据访问方式和规格的不同,DRAM 分为 SDRAM( Synchronous DRAM, 同步 DRAM) 和DDRSDRAM( Double Data Rate SDRAM, 双倍数据率 SDRAM) 等种类。
内存等存储器的特点是速度越快成本越高。 因此通常使用“高速小容量”、“中速中等容量” 到“低速大容量” 等多种存储器组合的混合型架构。 这种构造称为存储器层级。
存储器层级示例
在存储层面, 速度最快的是 CPU 中的寄存器。 CPU 比内存速度快很多, 由CPU 直接访问内存效率较低。 为了提高内存访问速度, 在CPU 和内存间增加了被称为缓存的高速小容量存储器。缓存可以暂时性地缓冲存储从内存中读取的数据。 CPU 在访问内存时, 如果需要的数据已经保存在缓存中, 则可直接从缓存中读取, 以提高访问效率。 根据容量和速度的不同, 缓存也分为多个层级, 通常为一级缓存、 二级缓存等多个级别。
什么是 I/O?
I/O( Input/Output) 是进行数据输入输出的装置。 计算机通过 I/O 和外部实现数据交换。 计算机的处理操作按照从外部读取数据、 在内部处理数据、 再向外部输出结果的顺序进行。 以个人电脑为例, 如图所示, 它从鼠标或键盘输入数据, 处理器根据程序处理数据, 通过显示器等向外部输出结果。
什么是总线?