Điều gì có nghĩa là "bộ nhớ là 8 byte liên kết"?

Question

Trong khi đi qua một dự án, tôi đã thấy rằng dữ liệu bộ nhớ là "8 byte liên kết". Bất cứ ai có thể vui lòng giải thích điều này có nghĩa là gì?

Answer 1

Một đối tượng đó là "8 byte liên kết" được lưu trữ tại một địa chỉ bộ nhớ đó là một bội số của 8.

Nhiều CPU sẽ chỉ tải một số kiểu dữ liệu từ các địa điểm liên kết; trên các CPU khác truy cập như vậy chỉ là nhanh hơn. Ngoài ra còn có một số lý do khác có thể cho việc sử dụng liên kết bộ nhớ - mà không thấy mã khó để nói lý do tại sao.

---

Truy cập được sắp xếp nhanh hơn vì bus ngoài không rộng một byte - thường rộng 4 hoặc 8 byte (hoặc thậm chí rộng hơn). Điều này có nghĩa là CPU không lấy một byte đơn tại một thời điểm - nó lấy 4 hoặc 8 byte bắt đầu từ địa chỉ được yêu cầu. Kết quả là, 2 hoặc 3 bit quan trọng nhất của địa chỉ bộ nhớ không thực sự được gửi bởi CPU - bộ nhớ ngoài chỉ có thể được đọc hoặc ghi tại các địa chỉ là bội số của chiều rộng bus. Nếu bạn yêu cầu một byte tại địa chỉ "9", CPU sẽ thực sự yêu cầu bộ nhớ cho khối byte bắt đầu tại địa chỉ 8, và tải một byte thứ hai vào thanh ghi của bạn (loại bỏ những người khác).

Điều này ngụ ý rằng quyền truy cập không đúng có thể yêu cầu hai lần đọc từ bộ nhớ: Nếu bạn yêu cầu 8 byte bắt đầu tại địa chỉ 9, CPU phải tìm nạp 8 byte bắt đầu tại địa chỉ 8 cũng như 8 byte bắt đầu tại địa chỉ 16, sau đó loại bỏ các byte bạn muốn. Mặt khác, nếu bạn yêu cầu 8 byte bắt đầu tại địa chỉ 8, thì chỉ cần tìm nạp một lần. Một số CPU thậm chí sẽ không thực hiện tải trọng không chính xác như vậy - chúng sẽ chỉ đơn giản là tăng một ngoại lệ (hoặc thậm chí âm thầm tải dữ liệu sai!).

Answer 2

"X byte căn chỉnh" nghĩa là địa chỉ cơ sở dữ liệu của bạn phải là bội số của X. Nó có thể được sử dụng để sử dụng một số phần cứng đặc biệt như DMA trong một số phần cứng đặc biệt, để truy cập nhanh hơn bằng cpu, v.v. ...

Đây là trường hợp của Bộ xử lý ô, nơi dữ liệu phải được căn chỉnh 16 byte để sao chép vào/từ bộ xử lý.

Answer 3

Căn chỉnh bộ nhớ quan trọng đối với hiệu suất theo các cách khác nhau. Nó có một lý do liên quan đến phần cứng. Kể từ những năm 80 có sự khác biệt về thời gian truy cập giữa CPU và bộ nhớ. Tốc độ của bộ vi xử lý đang tăng nhanh hơn tốc độ của bộ nhớ. Sự khác biệt này ngày càng trở nên lớn hơn theo thời gian (để đưa ra một ví dụ: trên Apple II CPU là 1,023 MHz, bộ nhớ gấp 2 lần tần số đó, 1 chu trình cho CPU, 1 chu trình cho video. vào khoảng 3GHz trên CPU, với bộ nhớ chỉ ở mức 400MHz). Một giải pháp cho vấn đề của bộ nhớ luôn chậm, là truy cập nó trên các busses bao giờ rộng hơn, thay vì truy cập 1 byte tại một thời điểm, CPU sẽ đọc một từ rộng 64 bit từ bộ nhớ. Điều này có nghĩa là ngay cả khi bạn đọc 1 byte từ bộ nhớ, bus sẽ cung cấp toàn bộ 64 bit (từ 8 byte). Bộ nhớ sẽ có các đơn vị 8 byte tại địa chỉ 0, 8, 16, 24, 32, 40 vv. Một bội số của 8. Nếu bạn truy cập, ví dụ một từ 8 byte tại địa chỉ 4, phần cứng sẽ phải đọc từ tại địa chỉ 0, mặt nạ 4 byte cao của từ đó, sau đó đọc từ tại địa chỉ 8, mặt nạ phần thấp của từ đó, kết hợp nó với nửa đầu và đưa nó vào thanh ghi. Như bạn có thể thấy một hoạt động khá phức tạp (do đó chậm). Đây là lý do đầu tiên người ta thích truy cập bộ nhớ liên kết. Tôi sẽ đưa ra một lý do khác trong 2 giờ.

Answer 4

nếu dữ liệu bộ nhớ được liên kết 8 byte, điều đó có nghĩa là:
sizeof(the_data) % 8 == 0.
nói chung trong ngôn ngữ C, nếu cấu trúc được đề xuất là 8 byte được căn chỉnh, kích thước của nó phải là phép nhân của 8, và nếu không, cần phải đệm theo cách thủ công hoặc bằng trình biên dịch.một số trình biên dịch cung cấp các chỉ thị để tạo cấu trúc được liên kết với n byte, cho VC, nó là #prgama pack(8) và đối với gcc, nó là __attribute__((aligned(8))).