如下图所示,如果用i表示层数,则有: 工作速度:Ti<Ti+1, 存储容量:Si<Si+1, 单位价格:Ci>Ci+1, CPU内部通用寄存器堆 第1层 指令和数据缓冲 第2层 存储容量越来越大,每位的价格越来越便宜 Cache (静态随机存储器) 第3层 主存储器 (动态随机存储器DRAM) 第4层 访问速度越来越快 联机外部存储器 (磁盘存储器等) 第5层 脱机外部存储器 第6层 (磁带,光盘存储器等) 存储器的层次结构 各级存储器的主要主要性能特性 存储器层次通用寄存器缓冲栈 Cache主存储器磁盘存储器脱机存储器 存储周期<10ns <10ns10~60ns60~300ns10~30ms2~20min 存储容量<5128<512B8KB~2B|32B~1GB1GB~1TB|5GB~10TB 价格$C/KB1200 0.01 0.0001 访问方式直接译码先进先出相联访问随机访问块访问文件组 材料工艺 ECL ECL SRAM DRAM 磁表面磁、光等 分配管理编译器分配硬件调度硬件调度操作系统|系统/用户系统/用户 带宽MB/S400~800400~1200200~80080~16010~1000.2~0.6 CPU与主存储器的速度差距越来越大 1955年,第一台大型机IBM704,CPU和主存储器的工作周期均为12微秒,3—5 如下图所示，如果用 i 表示层数，则有： 工作速度：Ti＜Ti+1， 存储容量：Si＜Si+1， 单位价格：Ci＞Ci+1， 各级存储器的主要主要性能特性 存储器层次 通用寄存器 缓冲栈 Cache 主存储器 磁盘存储器 脱机存储器 存储周期 <10ns <10ns 10～60ns 60～300ns 10～30ms 2～20min 存储容量 <512B <512B 8KB～2MB 32MB～1GB 1GB～1TB 5GB～10TB 价格$C/KB 1200 80 3.2 0.36 0.01 0.0001 访问方式 直接译码 先进先出 相联访问 随机访问 块访问 文件组 材料工艺 ECL ECL SRAM DRAM 磁表面 磁、光等 分配管理 编译器分配 硬件调度 硬件调度 操作系统 系统/用户 系统/用户 带宽(MB/S) 400～8000 400～1200 200～800 80～160 10～100 0.2～0.6 CPU 与主存储器的速度差距越来越大 1955 年，第一台大型机 IBM 704，CPU 和主存储器的工作周期均为 12 微秒， CPU 内部 第 1 层 第 2 层 第 3 层 第 4 层 第 5 层 第 6 层 存储器的层次结构 通用寄存器堆 指令和数据缓冲 栈 Cache （静态随机存储器） SRAM） 主存储器 （动态随机存储器 DRAM） 联机外部存储器 （磁盘存储器等） 脱机外部存储器 （磁带，光盘存储器等） 存 储 容 量 越 来 越 大 ， 每 位 的 价 格 越 来 越 便 宜 访 问 速 度 越 来 越 快