多模块交叉存储器问题及例题分析

一个由若干个模块组成的主存储器是线性编址的,而在各个模块中的这些地址的安排有两个方式:一是顺序安排,一是交叉安排

为了方便理解,设存储器容量为32字,分成M0,M1,M2,M3四个模块,每个模块存储8个字。

顺序方式
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交叉方式
交叉方式

顺序方式

访问地址按顺序分配给一个模块后,接着又按顺序为下一个模块分配访问地址。在某个模块进行存取时,其他模块不工作;当某个模块出现故障时,其他模块照常工作;但模块的串行工作限制了存储器的带宽。
存储器的32个字可由5位地址寄存器指示,其中高2位选择4个模块中的一个,低3位选择每个模块中的8个字。

交叉方式

连续地址分布在相邻的不同模块,同一个模块地址不连续;可实现多模块流水式并行存取,提高存储器的带宽。
当存储器寻址时,用地址寄存器的低2位选择4个模块中的一个,而用高3位选择每个模块中的8个字。

例题

设存储器容量为32字,字长64位,模块数m=4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位,总线传送周期φ=50ns。若连续读出4个字,问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?

解:顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量都是
q=64b X 200ns = 256b
顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是
t1 = mT = 4 X 200ns = 800ns = 8 X 10^-7 s
t2 = T + (m-1)φ = 200ns + 3 X 50ns = 350ns = 3.5 X 10^-7 s
顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是
W1 = q / t1 = 256b / (8 X 10^-7) = 320Mb/s
W2 = q / t2 = 256b / (3.5 X 10^-7) = 730Mb/s

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