¿Es posible construir una memoria que sea tan rápida como un procesador?

Claro: se llama un archivo de registro. Todas las formas de memoria dependen de los decodificadores de direcciones, y se vuelven más lentas con el tamaño. Por lo tanto, se deduce que cada núcleo se combinará con una cantidad modesta de memoria de “velocidad máxima”, pero con etapas crecientes de memoria más grande pero más lenta. Las aplicaciones reales también tienen una correlación inversa del tamaño de la velocidad, por lo que este tipo de diseño (a menudo una forma de almacenamiento en caché) es extremadamente efectivo. Este modelo se aplica tanto a considerar los datos individuales como calientes / fríos como a la localidad de referencia (probabilidad de que pronto se haga referencia a los datos que se encuentran en la misma línea de caché, fila dram, página MMU, bloque flash, etc.).

En otras palabras, la memoria “tan rápido como” el procesador cuesta más en energía y área, por lo que el desafío es cómo equilibrar los recursos de ejecución del procesador con las compensaciones de la jerarquía de registro / caché / memoria para ajustarse al presupuesto de energía y área.

Seguro. ¿Cuánto cuesta? Las celdas de memoria en la CPU mueren cerca de la CPU son tan rápidas como el procesador. De hecho, más rápido: cada bit es simplemente un único enganche, y cada etapa en la tubería de procesamiento comienza con un enganche, luego tiene varias capas de puertas lógicas, hasta que alcanza otro enganche. Pero esa memoria es cara. Efectivamente, el caché L1 está construido con él. Podrías agrupar un procesador con toda su memoria de ese ram. Si desea un sistema cuyo espacio de memoria completo sea quizás 1Mb de memoria, todo podría funcionar a velocidades de reloj de CPU. Sería un chip grande, caro y caliente. Pero correría rápido. Pero eso no es lo que queremos. Queremos grandes recuerdos, para renderizar pantallas grandes. Entonces tenemos una jerarquía de pantallas más lentas pero más baratas. Sus 8 Gb de memoria cuestan diez o veinte dólares: implementado como memoria de velocidad de CPU, tal vez sería diez mil veces más caro.

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