嵌入型系统中处理器MIPS与周边元件间的频宽差距日渐扩大。系统效能并非完全取决于处理器的速度。虽然较高MIPS效率的处理器可提供更高的系统效能,但周边元件的延迟最终仍会成为系统效能的瓶颈。针对汇流排与元件效能的分析,所得到的结果是处理器与元件效能无法完美配合,让客户必须面对「成本」与「效能」两难取舍的窘境。
现今的系统是透过多层级子系统所组成,子系统之间的存取时间皆不相同。 (图一)显示一个分层式「金字塔型」的效能架构:由顶层到底层分别表示速度由快到慢的层级。上方的六个子层各代表一套嵌入型系统。由上而下,各层的元件分别为:
- 1. 中央处理器(CPU)
- l2. 快取记忆体 (Cache memory)
- 3. 处理器区域汇流排 (Processor Local Bus; PLB)
- 4. 速度快且体积小的静态随机存取记忆体子系统
- (Static Random Access Memory; SRAM)
- 5. 速度慢且体积大的动态随机存取记忆体子系统
- (Dynamic Random Access Memory; DRAM)
- 6. 输入/输出(Input/Output; I/O)子系统:此种输出/输入的介面可能包括SCSI介面、光纤通道(Fibre Channel; FC)、PCI 介面(Peripheral Component Interconnect; PCI)与其它汇流排或是通讯协定
- 7. 磁碟阵列 (Disk array)- 包括以整合电子式驱动介面 (Integrated Drive Electronics; IDE) 、SCSI或是光纤通道(FC)等介面
- 8. 磁带子系统 (Tape subsystem)
在这个「金字塔式」的架构图中,愈接近底部的子系统,其需要较长的存取时间。例如:32位元中央处理器(CPU)运作速度高达200 MHz(5 ns的周期时间),而IDE磁碟阵列介面硬碟机以每秒33 MB的速度传送资料,在32位元的汇流排中,33 MB/s 等于8.25 MHz 的运作速度(121 ns 周期时间)。因此,32位元CPU比IDE磁碟阵列介面的速度快达24倍。
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