当前位置:首页 » 服务存储 » 存储芯片和算法技术
扩展阅读
webinf下怎么引入js 2023-08-31 21:54:13
堡垒机怎么打开web 2023-08-31 21:54:11

存储芯片和算法技术

发布时间: 2022-08-12 02:27:17

‘壹’ 存储芯片的组成

存储体由哪些组成
存储体由许多的存储单元组成,每个存储单元里面又包含若干个存储元件,每个存储元件可以存储一位二进制数0/1。

存储单元:
存储单元表示存储二进制代码的容器,一个存储单元可以存储一连串的二进制代码,这串二进制代码被称为一个存储字,代码的位数为存储字长。

在存储体中,存储单元是有编号的,这些编号称为存储单元的地址号。而存储单元地址的分配有两种方式,分别是大端、大尾方式、小端、小尾方式。

存储单元是按地址寻访的,这些地址同样都是二进制的形式。
MAR
MAR叫做存储地址寄存器,保存的是存储单元的地址,其位数反映了存储单元的个数。

用个例子来说明下:

比如有32个存储单元,而存储单元的地址是用二进制来表示的,那么5位二进制数就可以32个存储单元。那么,MAR的位数就是5位。

在实际运用中,我们 知道了MAR的位数,存储单元的个数也可以知道了。

MDR

MDR表示存储数据寄存器,其位数反映存储字长。

MDR存放的是从存储元件读出,或者要写入某存储元件的数据(二进制数)。

如果MDR=16,,每个存储单元进行访问的时候,数据是16位,那么存储字长就是16位。

主存储器和CPU的工作原理
在现代计算中,要想完成一个完整的读取操作,CPU中的控制器要给主存发送一系列的控制信号(读写命令、地址译码或者发送驱动信号等等)。

说明:

1.主存由半导体元件和电容器件组成。

2.驱动器、译码器、读写电路均位于主存储芯片中。

3.MAR、MDR位于CPU的内部芯片中

4.存储芯片和CPU芯片通过系统总线(数据总线、系统总线)连接。

‘贰’ 芯片存储数据的原理

Flash芯片并不是像光盘那样把信息刻上去的。为了更加清楚地说明,我首先让你知道计算机的信息是怎样储存的。计算机用的是二进制,也就是0与1。在二进制中,0与1可以组成任何数。而电脑的器件都有两种状态,可以表示0与1。比如三极管的断电与通电,磁性物质的已被磁化与未被磁化,物质平面的凹与凸,都可以表示0与1。硬盘就是采用磁性物质记录信息的,磁盘上的磁性物质被磁化了就表示1,未被磁化就表示0,因为磁性在断电后不会丧失,所以磁盘断电后依然能保存数据。而内存的储存形式则不同,内存不是用磁性物质,而是用RAM芯片。现在请你在一张纸上画一个“田”,就是画一个正方形再平均分成四份,这个“田”字就是一个内存,这样,“田”里面的四个空格就是内存的储存空间了,这个储存空间极小极小,只能储存电子。。好,内存现在开始工作。内存通电后,如果我要把“1010”这个信息保存在内存(现在画的“田”字)中,那么电子就会进入内存的储存空间里。“田”字的第一个空格你画一点东西表示电子,第二个空格不用画东西,第三个空格又画东西表示电子,第四个格不画东西。这样,“田”的第一格有电子,表示1,第二格没有,表示0,第三格有电子,表示1,第四格没有,表示0,内存就是这样把“1010”这个数据保存好了。电子是运动没有规律的物质,必须有一个电源才能规则地运动,内存通电时它很安守地在内存的储存空间里,一旦内存断电,电子失去了电源,就会露出它乱杂无章的本分,逃离出内存的空间去,所以,内存断电就不能保存数据了。再看看U盘,U盘里的储存芯片是Flash芯片,它与RAM芯片的工作原理相似但不同。现在你在纸上再画一个“田”字,这次要在四个空格中各画一个顶格的圆圈,这个圆圈不是表示电子,而是表示一种物质。好,Flash芯片工作通电了,这次也是保存“1010”这个数据。电子进入了“田”的第一个空格,也就是芯片的储存空间。电子把里面的物质改变了性质,为了表示这个物质改变了性质,你可以把“田”内的第一个圆圈涂上颜色。由于数据“1010”的第二位数是0,所以Flash芯片的第二个空间没有电子,自然里面那个物质就不会改变了。第三位数是1,所以“田”的第三个空格通电,第四个不通电。现在你画的“田”字,第一个空格的物质涂上了颜色,表示这个物质改变了性质,表示1,第二个没有涂颜色,表示0,以此类推。当Flash芯片断电后,物质的性质不会改变了,除非你通电擦除。当Flash芯片通电查看储存的信息时,电子就会进入储存空间再反馈信息,电脑就知道芯片里面的物质有没有改变。就是这样,RAM芯片断电后数据会丢失,Flash芯片断电后数据不会丢失,但是RAM的读取数据速度远远快于Flash芯片。

‘叁’ 计算机存储系统分为哪几个层次

在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。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。辅助存储器用于扩大存储空间。

存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要,主要原因是:

1、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。

2、存储管理与组织的好坏影响到整机效率。

3、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。

(3)存储芯片和算法技术扩展阅读:

移动存储特点:

1、获国家保密局认证,安全可靠;

2、与加密系统无缝结合,防护能力倍增;

3、 国内首创,将普通U盘变为加密U盘,彻底解决U盘的方便性带来的风险;

4、 采用双因子认证技术;

5、专用加密移动存储与系统无缝结合,管理更流畅;

6、功能多样,可满足各种不同需求的保密要求;

7、 完善的审计功能,随时掌握U盘持有人的行为。

移动存储功能:

1、集中注册与授权。可通过注册信息实现U盘身份识别和介质追踪;

2、主机身份认证。所有安装客户端的计算机都须经管理员分配实名信息后方可使用;

3、加密上锁。对加密上锁后的U盘需要用户进行身份认证;

4、访问控制。可灵活控制移动存储介质注册策略和信息,设定允许使用的计算机或租;

5、外出拷贝。拷入U盘内的数据可与外界的计算机进行数据交互使用,也可实现定向拷贝;

6、用户审计。移动管理存储系统提供详细的审计记录及审计报告。

主存储器:

存放指令和数据,并能由中央处理器直接随机存取的存储器,有时也称操作存储器或初级存储器。主存储器的特点是速度比辅助存储器快,容量比高速缓冲存储器大。

计算机存储介质:

计算机存储介质是计算机存储器中用于存储某种不连续物理量的媒体。计算机存储介质主要有半导体、磁芯、磁鼓、磁带、激光盘等。

‘肆’ SSD 固态硬盘的FLASH 存储芯片

NAND Flash闪存芯片又分为SLC(单层单元)和MLC(多层单元)NAND闪存。
SLC全称是单层式储存 (Single Level Cell),因为结构简单,在写入数据时电压变化的区间小,所以寿命较长,传统的SLC NAND闪存可以经受10万次的读写。而且因为一组电压即可驱动,所以其速度表现更好,目前很多高端固态硬盘都是都采用该类型的Flash闪存芯片。
MLC全称是多层式储存(Multi Leveled Cell),它采用较高的电压驱动,通过不同级别的电压在一个块中记录两组位信息,这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。作为目前在固态硬盘中应用最为广泛的MLC NAND闪存,其最大的特点就是以更高的存储密度换取更低的存储成本,从而可以获得进入更多终端领域的契机。不过,MLC的缺点也很明显,其写入寿命较短,读写方面的能力也比SLC低,官方给出的可擦写次数仅为1万次。
Goldendisk 云存科技的固态采用循擦写功能,算法加密功能,一键销除功能,非法断电保护功能,防震功能,写保护功能为硬盘数据提供更好的资料保护功能。
Smartcom 睿通的产品采用平均抹写或称损耗均衡算法(wear leaving)可延长FLASH 的使用寿命。 固态硬盘存储芯片品牌,型号一览表 三星 S3C49RBX01-YH80、S3C29RBB01-YK40 东芝 TC58NCF602GAT、TC58NCF618GBT、T6UG1XBG Intel JS29F08G08CANB2、JS29F16G08CANC1 Mircon MT29F8G08ABABAWP:B、MT29F16G08ABACAWP

‘伍’ 存储字节和存储芯片的概念

存储字节是以字节为单位将信息存储到一个地方。
那存储芯片就是存储信息的地方了
换句话说,存储芯片是容器,它装的是字节或者是其他的一些单位的信息

‘陆’ 芯片是如何存储程序的

芯片是采用以下工作原理来存储程序的:


  1. 芯片是一种集成电路,由大量的晶体管构成。不同的芯片有不同的集成规模,大到几亿;小到几十、几百个晶体管。

  2. 晶体管有两种状态,开和关,用 1、0 来表示。

  3. 多个晶体管产生的多个1与0的信号,这些信号被设定成特定的功能(即指令和数据),来表示或处理字母、数字、颜色和图形等。

  4. 芯片加电以后,首先产生一个启动指令,来启动芯片,以后就不断接受新指令和数据,来完成功能。

‘柒’ 为什么说AI专用芯片会挑战GPU的绝对统治地位

当下数据中心的AI训练场景下,计算和存储之间数据搬移已成为瓶颈,新一代的基于3D堆叠存储技术的AI芯片架构已经成为趋势。AI芯片中数据带宽的需求会进一步推动3D堆叠存储芯片在AI训练芯片中的普遍应用。而类脑计算芯片也会在寻找更合适的应用中进一步推动其发展。在数据中心的训练场景,AI专用芯片将挑战GPU的绝对统治地位。真正能充分体现Domain Specific的AI芯片架构还是会更多地体现在诸多边缘场景。

不光如此,2019最大的趋势就在于:单纯的深度学习已经成熟,而结合了深度学习的图神经网络将端到端学习与归纳推理相结合,有望解决深度学习无法处理的关系推理、可解释性等一系列问题。强大的图神经网络将会类似于由神经元等节点所形成网络的人的大脑,机器有望成为具备常识,具有理解、认知能力的AI。

‘捌’ 目前计算机使用的处理器和存储器芯片主要是什么电路

目前计算机使用的处理器和存储器芯片主要是VLSI超大规模集成电路。

超大规模集成电路( Very Large Scale Integration Circuit,VLSI)是一种将大量晶体管组合到单一芯片的集成电路,其集成度大于大规模集成电路。

集成的晶体管数在不同的标准中有所不同。从1970年代开始,随着复杂的半导体以及通信技术的发展,集成电路的研究、发展也逐步展开。

计算机里的控制核心微处理器就是超大规模集成电路的最典型实例,超大规模集成电路设计( VLSI design),尤其是数字集成电路,通常采用电子设计自动化的方式进行,已经成为计算机工程的重要分支之一。

(8)存储芯片和算法技术扩展阅读:

世界上超大规模集成电路厂(Integrated Circuit, 简称IC,台湾称之为晶圆厂)主要集中分布于美国、日本、西欧、新加坡及台湾等少数发达国家和地区,其中台湾地区占有举足轻重的地位。

但由于近年来台湾地区历经地震、金融危机、政府更迭等一系列事件影响,使得本来就存在资源匮乏、市场狭小、人心浮动的台湾岛更加动荡不安,于是就引发了一场晶圆厂外迁的风潮。而具有幅员辽阔、资源充足、巨大潜在市场、充沛的人力资源供给等方面优势的祖国大陆当然顺理成章地成为了其首选的迁往地。