存储器架构对系统性能的影响
机制原理分析实验报告
一、实验模块计算机组成原理实验二、实验标题机制原理分析实验三、实验目的1. 了解并掌握计算机组成原理中常见机制的工作原理。
2. 通过实验，加深对计算机硬件组成和工作原理的理解。
3. 提高动手实践能力和问题分析能力。
四、实验原理计算机组成原理是计算机科学的基础学科，涉及计算机硬件的组成、工作原理和性能分析。
本实验主要分析以下几种机制的原理：1. 数据通路机制：分析数据通路中各部件（如运算器、控制器、寄存器等）的组成和工作原理。
2. 控制机制：分析控制信号的产生、传输和作用，以及控制单元在计算机中的作用。
3. 存储器层次结构：分析主存、缓存和寄存器之间的层次关系，以及层次结构对系统性能的影响。
4. 总线结构：分析总线系统中各部件的连接方式、数据传输方式和控制方式。
五、实验内容1. 数据通路机制分析（1）观察数据通路实验箱，了解数据通路中各部件的组成和连接方式。
（2）分析运算器、控制器、寄存器等部件的工作原理。
（3）通过实验验证数据通路中各部件的协同工作。
2. 控制机制分析（1）观察控制信号产生、传输和作用的实验过程。
（2）分析控制单元在计算机中的作用，以及控制信号的产生和传输过程。
（3）通过实验验证控制单元在计算机中的控制作用。
3. 存储器层次结构分析（1）观察存储器层次结构实验箱，了解主存、缓存和寄存器之间的层次关系。
（2）分析层次结构对系统性能的影响，以及缓存命中率和命中率提高的方法。
（3）通过实验验证层次结构对系统性能的影响。
4. 总线结构分析（1）观察总线结构实验箱，了解总线系统中各部件的连接方式。
（2）分析数据传输方式和控制方式，以及总线带宽对系统性能的影响。
（3）通过实验验证总线结构对系统性能的影响。
六、实验步骤1. 数据通路机制分析（1）观察实验箱，了解数据通路中各部件的组成和连接方式。
（2）分析运算器、控制器、寄存器等部件的工作原理。
（3）根据实验指导书，设置实验参数，进行实验操作。
嵌入式系统中如何优化系统性能与资源利用
嵌入式系统中如何优化系统性能与资源利用嵌入式系统是在特定应用领域中使用的专用计算机系统，通常具有资源有限、功耗低、实时性要求高等特点。
为了提高嵌入式系统的性能和资源利用效率，开发者需要采取一系列优化措施。
本文将从硬件和软件角度，介绍嵌入式系统中如何优化系统性能与资源利用。
一、硬件优化1. 选择合适的硬件平台：对于特定的应用需求，选择合适的处理器、内存、存储等硬件组件是优化嵌入式系统性能的关键。
不同的硬件平台具有不同的处理能力和资源配置，开发者需要全面考虑应用的实时性、计算复杂度和功耗等要素，选择最合适的硬件平台。
2. 高效利用硬件资源：合理利用硬件资源是提高嵌入式系统性能的重要途径。
例如，通过合理分配内存空间、使用缓存技术、减少存储器访问等方式，可以降低系统的延迟和功耗，提高系统的响应速度和效率。
3. 优化系统结构：嵌入式系统的架构设计直接影响了系统的性能和资源利用。
通过合理划分系统模块、采用高效的总线结构、优化存储器和外围设备的交互等方式，可以降低系统的能耗、加快数据传输速度，提高系统的并发处理能力。
二、软件优化1. 优化算法和数据结构：合理选择和设计算法和数据结构对于优化嵌入式系统性能至关重要。
通过针对具体应用场景的算法优化和数据结构设计，可以减少系统的计算复杂度和存储需求，提高系统的执行效率和资源利用率。
2. 编译器优化：嵌入式软件开发中，编译器扮演着至关重要的角色。
合理使用编译器提供的优化选项，如启用代码优化、循环展开、内联函数等，能够显著提高代码执行的效率和系统的响应速度。
3. 节约能耗：嵌入式系统通常需要长时间运行在电池供电环境下，因此节约能耗也是重要的优化目标。
在软件开发过程中，开发者可以采用低功耗算法、不必要的模块休眠等方式，优化系统能耗，延长系统的工作时间。
4. 实时性优化：嵌入式系统中实时性要求高，需要在确定的时间间隔内响应外部事件。
为了优化系统的实时性，开发者可以采用轮询、中断处理、优先级调度等技术手段，提高系统对外部事件的响应速度和准确性。
51 单片机片内 256 字节数据存储器的结构划分以及对应的寻址方式
51 单片机片内256 字节数据存储器的结构划分以及对应的寻址方式1. 引言1.1 概述在现代电子技术的快速发展下，单片机已经成为各种电子设备中必不可少的核心控制部件之一。
而51单片机作为最常用的单片机之一，其内部结构和功能一直备受关注。
本文将主要探讨51单片机中的一个重要组成部分——256字节数据存储器，介绍其结构划分以及对应的寻址方式。
1.2 文章结构本文总共包含五个部分。
首先是引言部分，介绍文章的概述、结构和目的。
第二部分将详细阐述51单片机中256字节数据存储器的结构划分，强调其在整个单片机系统中的重要性。
第三部分将着重介绍对应于256字节数据存储器的寻址方式，包括直接寻址方式、间接寻址方式和寄存器间接寻址方式等。
第四部分将通过具体实例来探讨256字节数据存储器在不同应用场景下的使用方法和优化方案。
最后一部分是结论和展望，在对前文进行总结基础上，提出未来研究方向和发展建议。
1.3 目的本文旨在深入探讨51单片机中256字节数据存储器的结构划分和对应的寻址方式，通过具体实例的分析，揭示其在不同应用场景下的优势和应用方法。
希望通过本文的研究和讨论，读者能够更好地理解和应用256字节数据存储器，为单片机系统设计提供有益的参考和指导。
2. 51单片机片内256字节数据存储器的结构划分2.1 片内数据存储器的重要性在嵌入式系统设计中，片内数据存储器是非常重要的组成部分。
它用于存储程序指令、变量数据以及其他运行时需要使用的临时数据。
片内数据存储器的规模和结构会直接影响到系统性能和资源利用率。
2.2 51单片机中的256字节数据存储器概述51单片机是一款广泛应用于各种电子设备中的经典单片机。
其中包含了一个256字节大小的片内数据存储器，用于存储程序指令和变量数据。
这256字节数据存储器可以被划分为不同的区域，每个区域有不同的功能和使用方式。
下面将介绍这些区域以及其对应功能。
2.3 256字节数据存储器的物理结构划分在51单片机中，256字节数据存储器可以被划分为以下几个区域：1) SFR（特殊功能寄存器）区域：这个区域占据了部分地址空间，用于保存各种特殊功能寄存器的值。
高性能计算机的架构与应用
高性能计算机的架构与应用随着信息技术的快速发展，人们对计算机性能的需求不断提高。
在很多领域，高性能计算机已经成为不可或缺的工具，比如天气预报、地震模拟、医学研究等。
本文旨在探讨高性能计算机的架构与应用。
一、高性能计算机的架构高性能计算机的架构通常由以下几部分组成：处理器、内存、存储和网络。
1. 处理器处理器是高性能计算机的核心组件，它通过执行指令来计算数据。
常见的处理器包括Intel Xeon、AMD EPYC等。
这些处理器具有多核心、高速缓存、SIMD等特性，可以有效地提高计算性能。
2. 内存内存是计算机存储器的一种，用于存储正在执行的程序和数据。
高性能计算机必须拥有大容量、高速度的内存，以支持复杂的计算任务。
常见的内存类型包括DDR4、HBM等，其中HBM内存是一种高度集成的内存技术，具有更高的带宽和更低的延迟。
3. 存储存储是计算机用于长期保存数据的存储器，包括硬盘、固态硬盘和磁带等。
高性能计算机需要具有大容量、高速度、可扩展性的存储系统，以便存储和处理大规模数据。
常见的高性能存储系统包括Lustre、GPFS等。
4. 网络高性能计算机需要具有高速的网络互联，以便处理和传输数据。
常见的高速网络技术包括InfiniBand、Omni-Path等。
这些技术可以提供高带宽、低延迟的网络连接，以支持分布式计算和大规模数据交换。
二、高性能计算机的应用高性能计算机在很多领域都有广泛的应用，下面列举一些典型的应用场景。
1. 天气预报天气预报需要对气象数据进行复杂的计算和分析，以便预测未来的天气情况。
高性能计算机可以支持大规模的数据处理和模拟，以提高天气预报的准确性和可靠性。
例如美国国家气象局就拥有一台名为“超级计算机”的高性能计算机，可以用于气象预报、气候研究等。
2. 地震模拟地震模拟是一项复杂的科学问题，需要大量的计算和模拟。
高性能计算机可以支持高精度的地震模拟，以便预测地震的发生和影响。
例如日本宇宙航空研究开发机构拥有一台名为“地震模拟器”的高性能计算机，可以用于地震预测和灾害管理。
存储器介绍RAMROM和Cache的区别的影响
存储器介绍RAMROM和Cache的区别的影响存储器介绍：RAM、ROM和Cache的区别及其影响在计算机科学领域，存储器是一种关键的组成部分，它用于存储和检索数据。
RAM（Random-Access Memory）、ROM（Read-Only Memory）和Cache（高速缓存）是常见的存储器类型。
虽然它们在特性和功能上存在差异，但各自拥有独特的作用和影响。
本文将介绍RAM、ROM和Cache之间的区别，以及它们对系统性能的影响。
一、RAM（随机存取存储器）RAM是一种易失性存储器，它主要用于临时存储计算机运行时所需的数据和指令。
它能够随机访问数据，因此读写速度非常快。
RAM 通常具有较大的存储容量，以满足计算机系统的需求。
RAM存储器可以分为静态RAM（Static RAM）和动态RAM （Dynamic RAM）。
静态RAM由触发器组成，每个触发器可以存储一个位。
静态RAM速度快、稳定可靠，但相较于动态RAM来说，其存储密度较低，成本较高。
动态RAM由电容和晶体管构成，电容用于存储位的值。
动态RAM相对便宜，但需要定期刷新以保持数据的正确性。
RAM的主要优点是读写速度快、可随机访问和可重写。
然而，RAM是易失性存储器，断电后数据会丢失。
因此，RAM主要用于存储临时数据、操作系统和应用程序的代码，用于提高系统运行速度。
二、ROM（只读存储器）ROM是一种非易失性存储器，其内部存储的数据通常由制造商在生产阶段进行编程，用户无法直接修改或删除其中的内容。
机器启动时，ROM中的指令将首先被加载，以加载操作系统和执行启动过程所需的基本操作。
ROM存储器存在多种类型，如可编程只读存储器（PROM）、电可擦除可编程只读存储器（EPROM）和电子可擦可编程只读存储器（EEPROM）。
PROM可以通过特定的编程装置进行编程，而EPROM 和EEPROM可以通过特定的擦除装置进行擦除和重新编程。
ROM的主要优点是非易失性和只读特性，它们保证了其中的数据在断电后依然存在，并且无法被非法篡改。
高性能计算机系统的架构设计与优化
高性能计算机系统的架构设计与优化高性能计算机系统是指能够快速高效地运行计算任务，并且能够满足大规模复杂计算的需求的计算机系统。
高性能计算机系统的架构设计和优化对于提高计算任务的运行效率具有重要的作用。
本文将从硬件和软件两方面探讨高性能计算机系统的架构设计和优化。
一、硬件架构设计和优化（一）内存架构设计与优化高性能计算机系统的内存架构对于系统的性能具有重要的影响。
在内存的架构方面，目前常用的有两种架构：共享内存和分布式内存。
共享内存架构指的是多个处理器共享同一块内存，处理器之间共享数据。
而分布式内存架构则意味着不同处理器之间有自己的内存，需要通过网络进行通信。
在内存的优化方面，可以采取以下措施：1.增加内存带宽：通过增加内存带宽提高内存的传输速度，以确保在大型复杂计算任务中能够快速高效地传递数据。
2.优化内存访问：通过优化内存访问，可以避免因为不必要的内存访问导致的性能下降。
3.增加内存容量：通过增加内存容量，可以避免因为内存不足导致的性能下降。
（二）处理器架构设计与优化高性能计算机系统的处理器架构对于系统的性能具有重要的影响。
处理器架构主要包括两方面：单个处理器的性能和多个处理器之间的协同效应。
在处理器的性能设计方面，可以采取以下措施：1.增加处理器的核数：通过增加处理器的核数提高系统的并行计算能力，以确保在大型复杂计算任务中能够快速高效地处理数据。
2.增加处理器的运算速度：通过增加处理器的运算速度提高单个处理器的计算能力，以确保在单个处理器的计算任务中能够快速高效地处理数据。
在处理器之间的协同效应方面，可以采取以下措施：1.优化处理器之间的通信：通过优化处理器之间的通信，可以提高处理器之间的协同效应。
2.增加处理器的互连方式：通过增加处理器之间互连的带宽和速度，可以提高处理器之间通信的效率，以提高系统的协同效应。
（三）存储器架构设计与优化高性能计算机系统的存储器架构对于系统的性能具有重要的影响。
电子工程师岗位面试题及答案(经典版)
电子工程师岗位面试题及答案一、基础知识与技能1.请介绍一下您的电子工程背景和相关经验。
答案：我获得了电子工程学士学位，并在过去的五年中在一家半导体公司工作，专注于集成电路设计和测试。
我参与了多个项目，包括XXX芯片的设计和优化，以及YYY传感器的嵌入式系统开发。
2.解释一下功率放大器的工作原理。
答案：功率放大器是将输入信号的能量放大到足够大的输出信号的装置。
它包括一个放大元件，如晶体管，以及适当的电源和电路来确保线性放大。
例如，类AB功率放大器通过结合类A和类B的特点，实现了较高的效率和较低的失真。
3.什么是噪声？在电子电路中如何处理噪声？答案：噪声是电子电路中不期望的随机信号。
它可以影响信号质量和精确度。
处理噪声的方法包括使用滤波器、接地技巧、差分信号传输和合适的屏蔽方法，以最小化噪声对信号的干扰。
4.请解释什么是嵌入式系统，并提供一个实际应用示例。
答案：嵌入式系统是集成在其他设备中，用于执行特定任务的计算机系统。
例如，汽车中的发动机控制单元（ECU）是一个嵌入式系统，负责监控和控制引擎操作，以优化燃油效率和性能。
5.您在硬件描述语言（HDL）方面有经验吗？请描述一下您在HDL 项目中的角色。
答案：是的，我熟悉VerilogHDL，并在以前的项目中使用过。
例如，在一个数字信号处理器的设计中，我负责编写Verilog代码，描述其算法和控制逻辑，并与团队进行协调，确保功能正确实现。
二、电路设计与分析6.请解释什么是电压分压器，并说明其在电路中的应用。
答案：电压分压器是由两个电阻构成的电路，用于将电压分成更小的部分。
在电路中，它常用于将高电压信号降低到适合其他电路部分的范围，如模拟信号输入到模数转换器（ADC）。
7.如何设计一个低通滤波器？请描述设计流程。
答案：低通滤波器用于通过低频信号并削弱高频信号。
设计过程包括选择滤波器类型（如巴特沃斯、切比雪夫等）、截止频率，然后根据滤波器的传递函数计算电阻和电容值。
操作系统和计算机体系结构的关系
操作系统和计算机体系结构的关系一、引言操作系统和计算机体系结构是计算机科学中两个重要的概念，它们之间存在着密切的联系和相互依赖关系。
操作系统是计算机系统中的核心软件之一，负责管理和控制计算机的硬件资源，提供用户与计算机系统之间的接口。
而计算机体系结构则是指计算机硬件系统的组成和工作原理，包括处理器、内存、输入输出设备等。
本文将从不同角度探讨操作系统和计算机体系结构之间的关系。
二、操作系统与计算机体系结构的互动1. 硬件资源管理：操作系统通过与计算机体系结构紧密合作，实现对硬件资源的管理和分配。
例如，操作系统通过中断机制和硬件的配合，实现对外设的响应和控制，提供给用户友好的接口。
同时，操作系统还负责对内存的管理和调度，确保各个程序可以正确地访问和使用内存资源。
2. 指令执行：操作系统与计算机体系结构密切配合，实现指令的执行和处理。
计算机体系结构规定了指令的格式和执行方式，而操作系统负责解释和执行这些指令，控制计算机的运行状态。
操作系统通过与处理器的配合，实现指令的分发、执行和中断处理，保证程序的正确执行。
3. 中断处理：计算机体系结构中的中断机制与操作系统紧密相连。
当外设发生中断时，计算机体系结构会通过中断信号通知操作系统，操作系统会根据中断的类型和优先级进行相应的处理。
操作系统可以通过中断处理程序，实现对硬件设备的控制和响应。
4. 内存管理：操作系统与计算机体系结构共同完成对内存的管理。
计算机体系结构规定了内存的寻址方式和访问权限，而操作系统负责对内存进行分配和管理，控制程序的访问权限和内存的使用情况。
操作系统通过与内存管理单元的配合，实现对内存的分页、分段和虚拟内存等技术的支持。
5. 文件系统：操作系统与计算机体系结构协同工作，实现对文件系统的管理和操作。
计算机体系结构规定了文件的存储方式和访问方式，而操作系统负责实现对文件的创建、读写、删除等操作，提供给用户友好的文件接口。
操作系统通过与文件系统的配合，实现对文件的管理和保护，确保文件的安全和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
存储器架构对系统性能的影响上网时间 : 2006年03月06日打 印 版推 荐 给 同 仁发 送 查 询 存储器技术的发展使存储器系统的性能得到提高，尽管峰值速率依然是存储器技术最重要的参数之一，但其它结构参数也极大地影响存储器系统的性能。
本文将重点介绍存储器架构对系统性能的影响。
存储器技术大多数根据其运行速度来命名。
例如，PC100 SDRAM 器件是指数据速率为100MHz 的存储技术，PC133则表示数据速率为133MHz ，等等。
尽管这种命名的习惯随着时间发展而变化，但通常还是能给潜在买家提供关于存储器运行速度的信息。
事实上，今天的主流存储技术都是按照其峰值数据速率来命名的，这将继续成为评估存储系统性能的要素之一。
不过，在实际系统中，没有存储器能完全工作在其峰值速率下。
从写命令转换到读命令，在某个时间访问某个地址，以及刷新数据等操作都要求数据总线在一定时间内保持休止状态，这样就不能充分利用存储器通道。
此外，宽并行总线和DRAM 内核预取都经常导致不必要的大数据量存取。
在指定的时间段内，存储器控制器能存取的有用数据称为有效数据速率，这很大程度上取决于系统的特定应用。
有效数据速率随着时间而变化，常低于峰值数据速率。
在某些系统中，有效数据速率可下降到峰值速率的10%以下。
通常，这些系统受益于那些能产生更高有效数据速率的存储器技术的变化。
在CPU 方面存在类似的现象，最近几年诸如AMD 和Transmeta 等公司已经指出，在测量基于CPU 的系统的性能时，时钟频率不是唯一的要素。
存储器技术已经很成熟，峰值速率和有效数据速率或许并不比以前匹配的更好。
尽管峰值速率依然是存储器技术最重要的参数之一，但其他结构参数也可以极大地影响存储器系统的性能。
影响有效数据速率的参数有几类影响有效数据速率的参数，其一是导致数据总线进入若干周期的停止状态。
在这类参数中，总线转换、行周期时间、CAS 延时以及RAS 到CAS 的延时(tRCD)引发系统结构中的大部分延迟问题。
总线转换本身会在数据通道上产生非常长的停止时间。
以GDDR3系统为例，该系统对存储器的开放页不断写入数据。
在这期间，存储器系统的有效数据速率与其峰值速率相当。
不过，假设100个时钟周期中，存储器控制器从读转换到写。
由于这个转换需要6个时钟周期，有效的数据速率下降到峰值速率的94%。
在这100个时钟周期中，如果存储器控制器将总线从写转换到读的话，将会丢失更多的时钟周期。
这种存 表1：每百周期发生两个总线转换时的有效数据速率和峰值数据速率。
储器技术在从写转换到读时需要15个空闲周期，这会将有效数据速率进一步降低到峰值速率的79%。
表1显示出针几种高性能存储器技术类似的计算结果。
显然，所有的存储器技术并不相同。
需要很多总线转换的系统设计师可以选用诸如XDR 、RDRAM 或者DDR2这些更高效的技术来提升性能。
另一方面，如果系统能将处理事务分组成非常长的读写序列，那么总线转换对有效带宽的影响最小。
不过，其他的增加延迟现象，例如库(bank)冲突会降低有效带宽，对性能产生负面影响。
DRAM 技术要求库的页或行在存取之前开放。
一旦开放，在一个最小周期时间，即行周期时间(tRC)结束之前，同一个库中的不同页不能开放。
对存储器开放库的不同页存取被称为分页遗漏，这会导致与任何tRC 间隔未满足部分相关的延迟。
对于还没有开放足够周期以满足tRC 间隙的库而言，分页遗漏被称为库冲突。
而tRC 决定了库冲突延迟时间的长短，在给定的DRAM 上可用的库数量直接影响库冲突产生的频率。
大多数存储器技术有4个或者8个库，在数十个时钟周期具有tRC值。
在随机负载情况下，那些具有8个库的内核比具有4个库的内核所发生的库冲突更少。
尽管tRC 与库数量之间的相互影响很复杂，但是其累计影响可用多种方法量化。
存储器读事务处理考虑三种简单的存储器读事务处理情况。
第一种情况，存储器控制器发出每个事务处理，该事务处理与前一个事务处理产生一个库冲突。
控制器必须在打开一个页和打开后续页之间等待一个tRC 时间，这样增加了与页循环相关的最大延迟时间。
在这种情况下的有效数据速率很大程度上决定于I/O ，并主要受限于DRAM 内核电路。
最大的库冲突频率将有效带宽削减到当前最高端存储器技术峰值的20%到30%。
在第二种情况下，每个事务处理都以随机产生的地址为目标。
此时，产生库冲突的机会取决于很多因素，包括tRC 和存储器内核中库数量之间的相互作用。
tRC 值越小，开放页循环地越快，导致库冲突的损失越小。
此外，存储器技术具有的库越多，随机地址存取库冲突的机率就越小。
第三种情况，每个事务处理就是一次页命中，在开放页中寻址不同的列地址。
控制器不必访问关闭页，允许完全利用总线，这样就得到一种理想的情况，即有效数据速率等于峰值速率。
第一种和第三种情况都涉及到简单的计算，随机情况受其他的特性影响，这些特性没有包括在DRAM 或者存储器接口中。
存储器控制器仲裁和排队会极大地改善库冲突频率，因为更有可能出现不产生冲突的事务处理，而不是那些导致库冲突的事务处理。
表2：不同存储技术的总峰值带宽以及控制器管脚数的总线带宽。
然而，增加存储器队列深度未必增加不同存储器技术之间的相对有效数据速率。
例如，即使增加存储器控制队列深度，XDR 的有效数据速率也比GDDR3高20%。
存在这种增量主要是因为XDR 具有更高的库数量以及更低的tRC 值。
一般而言，更短的tRC 间隔、更多的库数量以及更大的控制器队列能产生更高的有效带宽。
实际上，很多效率限制现象是与行存取粒度相关的问题。
tRC 约束本质上要求存储器控制器从新开放的行中存取一定量的数据，以确保数据管线保持充满。
事实上，为保持数据总线无中断地运行，在开放一个行之后，只须读取很少量的数据，即使不需要额外的数据。
另外一种减少存储器系统有效带宽的主要特性被归类到列存取粒度范畴，它规定了每次读写操作必须传输的数据量。
与之相反，行存取粒度规定每个行激活(一般指每个RAS 的CAS 操作)需要多少单独的读写操作。
列存取粒度对有效数据速率具有不易于量化的巨大影响。
因为它规定一个读或写操作中需要传输的最小数据量，列存取粒度给那些一次只需要很少数据量的系统带来了问题。
例如，一个需要来自两列各8字节的16字节存取粒度系统，必须读取总共32字节以存取两个位置。
因为只需要32个字节中的16个字节，系统的有效数据速率降低到峰值速率的50%。
总线带宽和脉冲时间长度这两个结构参数规定了存储器系统的存取粒度。
总线带宽是指连接存储器控制器和存储器件之间的数据线数量。
它设定最小的存取粒度，因为对于一个指定的存储器事务处理，每条数据线必须至少传递一个数据位。
而脉冲时间长度则规定对于指定的事务处理，每条数据线必须传递的位数量。
每个事务处理中的每条数据线只传一个数据位的存储技术，其脉冲时间长度为1。
总的列存取粒度很简单：列存取粒度=总线宽度×脉冲时间长度。
很多系统架构仅仅通过增加DRAM 器件和存储总线带宽就能增加存储系统的可用带宽。
毕竟，如果4个400MHz 数据速率的连接可实现1.6GHz 的总峰值带宽，那么8个连接将得到3.2GHz 。
增加一个DRAM 器件，电路板上的连线以及ASIC 的管脚就会增多，总峰值带宽相应地倍增。
首要的是，架构师希望完全利用峰值带宽，这已经达到他们通过物理设计存储器总线所能达到的最大值。
具有256位甚或512位存储总线的图形控制器已并不鲜见，这种控制器需要1,000个，甚至更多的管脚。
封装设计师、ASIC 底层规划工程师以及电路板设计工程师不能找到采用便宜的、商业上可行的方法来对这么多信号进行布线的硅片区域。
仅仅增加总线宽度来获得更高的峰值数据速率，会导致因为列存取粒度限制而降低有效带宽。
假设某个特定存储技术的脉冲时间长度等于1，对于一个存储器处理，512位宽系统的存取粒度为512位(或者64字节)。
如果控制器只需要一小段数据，那么剩下的数据就被浪费掉，这就降低了系统的有效数据速 表3：目前主流存储技术的存取粒度和总线带宽值。
率。
例如，只需要存储系统32字节数据的控制器将浪费剩余的32字节，进而导致有效的数据速率等于50%的峰值速率。
这些计算都假定脉冲时间长度为1。
随着存储器接口数据速率增加的趋势，大多数新技术的最低脉冲时间长度都大于1。
内核预取一种称为内核预取的功能主要负责增加最小的脉冲时间长度。
DRAM内核电路不能跟上I/O电路速度的速增。
由于数据不能再连续地从内核中取出以确保控制器需求，内核通常为I/O提供比DRAM总线宽度更大的数据集。
本质上，内核传输足够的数据到接口电路，或者从接口电路传输足够的数据，以使接口电路保持足够长时间的繁忙状态，以便让内核准备下一个操作。
例如，假设DRAM内核每个纳秒才能对操作响应一次。
不过，接口可以支持每纳秒两位的数据速率。
DRAM内核每次操作取两个数据位，而不是一个数据位，因而不必浪费接口一半的容量。
在接口传输数据之后，内核已经准备好响应下一个请求，而不需增加延时。
增加的内核预取导致最小脉冲时间长度增加为2，这将直接影响列存取粒度。
对于每个增加到总线宽度的额外信号，存储器接口将传输两个额外的数据位。
因此具有最小脉冲时间长度为2的512位宽的存储系统，其取粒度为1,024位(128字节)。
很多系统对最小存取粒度的问题并不敏感，因为它们存储大量的数据。
不过，某些系统依赖存储器系统提供小的数据单元，并获益于更窄、更有效的存储器技术。
本文小结随着存储技术向峰值数据速率发展，有效的数据速率变的越来越重要。
在选择存储器时，设计师必须深入了解已公布的存储器规范，并明白某个特定的技术特性将对应用设计产生怎样的影响。
存储器系统设计师必须超越峰值数据速率规范，就像CPU设计师不再用千兆Hz作为唯一的性能衡量标准一样。
尽管对于存储器接口而言，峰值数据速率依然是最终要的性能规范，但有效的数据速率已开始为系统设计师和架构师提供更大的空间。
未来产品的性能将极大地取决于其存储器系统的有效利用程度。
作者：Victor Echevarria存储器接口部产品经理Rambus公司。