【内存二三事】【内存架构发展】

本文探讨了计算机架构的发展历程,特别是从早期架构中的北桥通信瓶颈到现代CPU内置内存控制器的变化。文中详细分析了各个阶段的技术挑战,如DMA、多通道内存等,并讨论了如何通过软件技术缓解内存和硬盘成为CPU性能瓶颈的问题。

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转自:https://blog.youkuaiyun.com/wagsyang/article/details/79157020

早期的计算机较现在简单,计算机系统的组件例如CPU、内存、硬盘和网络接口同时发展起来,他们在性能上很平衡

例如数据传输上,内存网卡cpu都差不多。

但是当计算机系统的整个架构确定后,每个字部件发展速度就不同了,CPU发展比较快,内存和硬盘发展较慢。内存和

硬盘就成了CPU发展的瓶颈,这些瓶颈可以通过软件技术来解决,比如缓存(内存缓存和磁盘缓存)

 

最开始的cpu架构

  1. 多个cpu必须经过北桥进行通信
  2. 与RAM通信必须经过北桥和CPU
  3. RAM只有一个通道(带宽较小)
  4. 与南桥相连的外部设备相与CPU通信必须经过北桥

存在两个瓶颈:

  1. 设备访问RAM必须经过CPU,这样性能比较差,于是有人提出了DMA,设备直接通过北桥访问内存,不经过CPU。但是这样北桥的带宽被占用,出现了第二个瓶颈
  2. 早期RAM只有一个通道,带宽有限,高并发通信时,数据通信延迟大。后面增加了DDR3和DDR4通道。

CPU架构

将内存控制器从北桥分离出来,使用外部内存控制器,

内存控制器集成到CPU中,这种在大型的服务器上很流行,但是有缺点,即MUMA非一致内存访问,

每个cpu对自己的attach的RAM访问速度很高,但是访问别的CPU的RAM就大打折扣。这个可以通过OS来改善。

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