文档介绍：7/29/2010
国防科大讲座:“存储系统现状和趋势”江泓
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计算机存储系统的研究现状和发展趋势
江泓
内布拉斯加大学林肯分校
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国防科大讲座:“存储系统现状和趋势”江泓
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Today and Tomorrow puter Memory and Storage Systems
Hong Jiang
University of Nebraska-Lincoln
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国防科大讲座:“存储系统现状和趋势”江泓
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大纲
计算机存储系统简介
多核处理器的缓存技术
主存子系统
大规模存储系统
提问环节
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7/29/2010
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计算机存储系统简介
计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备(硬件)和算法(软件)所组成的系统
存储系统的重要性
冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上,访存操作约占中央处理器(CPU)时间的70%左右
存储管理与组织的好坏影响到整机效率
现代的信息处理,如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高
来源:百度百科-“存储系统”
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计算机存储系统简介(续)
计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求,在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器,以最优的控制调度算法和合理的成本,构成具有性能可接受的存储系统
计算机存储层次
高速缓冲存储器、主存储器、外存储器三级
高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题
外存储器用于扩大存储空间
来源:百度百科-“存储系统”
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存储层次的金字塔模型
来源: http://blog./gaolinjie/archive/2009/09/26/
多核处理器的缓存技术
主存子系统
外存储系统
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多核处理器
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发展背景
芯片制造工艺不断提高
每代的工艺尺寸为前一代之70%
摩尔定律(旧):
集成电路上可容纳的晶体管数目大约每隔18个月便会增加一倍,性能亦将提高一倍。
年份
1999
2000
2002
2006
2008
2010
2011
2018
2022
工艺
180nm
130nm
90nm
63nm
45nm
32nm
22nm
16nm
11nm
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发展背景(续)
怎样运用日益庞大的片上资源?
单核技术发展的瓶颈
指令级并行程度之限制(ILP Wall)
芯片功耗和散热的物理限制(Power Wall)
多核技术应运而生
单个核心(Core)的设计与制造已经高度模块化
以提高“线程级并行程度”(Thread Level Parallelism)为手段
处理器的设计思路已从在芯片上“如何集成更多的晶体管”转为“如何集成更多的核心”。
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发展背景(续)
处理器核心数目的指数级增长趋势
摩尔定律的新诠释:
处理器上的核心数目大约每隔18个月或24个月便会增加一倍。
现有的通用多核处理器
千核处理器不再遥远:研究界正在积极探索千核通用处理器制造技术所面临的挑战!
核心数目
双核
四核
六核
八核
更多
实例
Intel Core 2 Duo
Intel Core i7
Intel Xeon Dunnington
IBM Power7
Intel 80核及 Tilera 100核处理器原型
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