ram是什么意思 ram是什么( 三 ) _生活百科

机械硬盘容量很大(目前普遍1T，2T)，我们的数据和程序是存储在磁盘上的，所以CPU要想执行指令/数据，就要从存储器，也就是磁盘上读取，CPU一秒钟可以执行几亿条指令，但是相对之下，磁盘的读写速度就是慢如蜗牛。假设磁盘一秒钟可以读取100条指令。那么这中间就存在巨大的速度差异。半导体行业发展了几十年，CPU的执行速度一再飞速提升，奈何磁盘技术发展的太不给力了，CPU再快，可是磁盘严重拖后腿，那CPU就相当于工作严重不饱和，如果直接从磁盘上来读取数据，那么CPU相当于 99.9999%的时间都在闲置着。
"假设磁盘一秒钟可以读取100条指令。":带有假设字样的，具体数字都是随便写的。比如磁盘读写速度自然有它的参数指标，不过我们只是为了说明问题，所以能理解其中的道理就好。
磁盘厂商们也在努力研究，比如SSD(固态硬盘)，它的速度就比机械硬盘快了一二十倍吧。但是对于CPU的速度，这也是然并卵啊。(更何况SSD相比机械硬盘太贵了)
所以这就是个大问题。
我们的目标就是执行任务时让CPU全负荷的运行，争取对于每一个时钟周期，CPU都不会闲置浪费。
这就像是老板对我们这些员工的希望一样。老板给我们发工资，那么他就是希望我们每一天的每一分每一秒都在努力帮公司干活。不要有什么任何时间闲着。所以我们要感谢劳动法，让我们每天工作八小时就够了。毕竟我们也是血肉之躯，也需要吃喝拉撒睡觉。
看到劳动法说每天工作八小时就够了，程序猿们哭晕在厕所。
程序猿问科比：“你为什么这么成功？ ”
科比：“你知道洛杉矶凌晨四点是什么样子吗？ ”
程序猿：“不知道，一般那个时候我还没下班呢，怎么了？”
科比：“额…….”
通过上面的介绍，我们就明白了计算机体系的主要矛盾，CPU太快了，而磁盘太慢了。所以它俩是不能够直接通信的，我们可以加一层过度。这就是内存的作用。这就是几百块钱一根的内存条的作用和功能。
实际上，一般情况下，内存的读写速度比磁盘快几十万倍左右。所以它终于够资格和CPU直接通信了。
这里有张图，我们来看一下磁盘/内存,与CPU速度之间逐渐增大的差距(主要是CPU技术发展太迅猛了) 。

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图三：磁盘DRAM和cpu速度之间逐渐增大的差距
所以现在程序执行过程是这样的。CPU执行任务时，只与内存通信，它从内存获取指令/数据或写回数据。内存再与磁盘通信，内存从磁盘读取数据/指令，或者内存将数据写回磁盘。
提到添加过渡层。这其实和JVM的原理都是类似的。具体可参考我的另一篇文章关于跨平台的一些认识。也许这就是大道至简吧。
存储器层次结构我们这里说的内存，主要是指主存。就是主板上插的内存条。它的读写速度比磁盘快了几十万倍。但是相对于CPU的速度依旧还是慢。那么主存和CPU之间，可以继续添加速度更快的过度层。所以intel i7的存储器层次结构是这样的。

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图4：一个存储器层次结构的示例
前面扯了那么多篇幅，就是告诉你，我们为什么需要内存(主存),那么理解了主存，自然也就理解了L3，L2，L1等各级缓存存在的意义。对于现代的计算机系统，在CPU与磁盘/主存之间，加了多层过度层。
严格来讲，应该叫CPU的算术逻辑单元（ALU），但是简单的直接说CPU，大家肯定也能听得懂。
实际上这是一种缓存思想。比如，本地磁盘也相当于远方服务器的缓存。因为我们从网上下载数据/文件时，速度明显比从本地磁盘读取要慢。
一般情况下，L5磁盘与L4主存速度相差几十万倍，而L3-L0之间，它们每级缓存的速度差异大概是10倍。
我们是拿i7处理器来做例子，它有三级缓存，像低端一些的处理器，比如i3，只有两级缓存，但是道理是相同的。本文当中，都是拿i7的存储器层次来做例子。
明白一点。CPU执行速度实在太快了，一秒钟执行几亿/十几亿条指令，CPU干活干脆利落，那么存储器就要想方设法的用最快的速度把指令/数据送给CPU去运行。否则CPU干活再快，又有什么意义呢。
基本思想已经理解了。那么我们就开始具体讨论细节问题。
RAM，ROM，总线等看看上面那幅图，什么SRAM，DRAM，还有我们前面讲的SSD，Flash，机械硬盘等，还有下面要讨论的总线(BUS),所以我们先来讨论一些基础硬件知识.