
【计】 microassociative memory
decline; profound; tiny
【计】 mic-; micro-
【医】 micr-; micro-; mikro-; mu
【计】 annex memory; annex storage; associative pushdown memory
associative storage; catalog memory; multiaccess associative memory
微相联存储器(Micro Associative Memory)是计算机体系结构中一种基于内容寻址的存储技术,其核心特征是通过数据内容而非物理地址实现快速检索。在集成电路领域,该技术通常以微型化设计集成于处理器或专用芯片内,用于优化高速缓存匹配、模式识别等场景。
从工作原理分析,微相联存储器采用并行比较机制:当输入检索关键词时,所有存储单元同时对比自身存储内容与输入值,并在一个时钟周期内返回匹配结果。这种特性使其在实时数据处理领域具有显著优势,例如在神经网络加速器中实现突触权重匹配。
关键技术指标包括存储密度(bits/mm²)和搜索延迟(ns级),当前主流设计采用SRAM结构实现,通过改进晶体管排列方式可提升3-5倍能效比(参见IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs)。在工业应用中,AMD Infinity Fabric架构和Intel Optane持久内存模块均已集成相关技术要素。
权威文献推荐参考:
相联存储器(Content-Addressable Memory, CAM)是一种根据内容而非地址进行数据存取的存储器,其核心功能是通过关键字(Key)快速匹配并检索数据。而“微相联存储器”通常指在微处理器或微架构中应用的小型化、高效型相联存储器模块,主要用于提升特定场景下的数据访问效率。以下是详细解释:
按内容寻址
与传统存储器通过地址访问不同,相联存储器通过输入的关键字(如数据片段)直接匹配存储单元中的内容,并返回符合条件的数据。例如,在CPU缓存中,通过地址标签(Tag)快速判断数据是否存在于Cache中。
结构组成
包含检索寄存器(存储关键字)、屏蔽寄存器(过滤无关位)、对照线路(并行比较关键字与存储单元)、符合寄存器(记录匹配结果)等组件。
“微相联存储器”中的“微”通常指以下特性:
微型化设计
针对微处理器需求,采用高密度集成电路技术,缩小体积并降低功耗,例如集成在CPU的Cache或TLB(地址转换旁路缓冲器)中。
高速并行匹配
在微架构中,通过硬件级并行比较(如多路对照线路),实现纳秒级响应,加速虚拟地址到物理地址的转换(TLB)或缓存命中判断。
特定场景优化
例如用于网络路由器的快速查表、数据库索引加速等,通过精简存储字段(仅保留关键标记位)提升效率。
CPU缓存(Cache)
判断CPU请求的数据是否存在于缓存行中,若命中则直接返回数据,否则从主存加载。
TLB(地址转换缓冲器)
存储虚拟地址与物理地址的映射关系,通过相联检索快速完成地址转换。
特性 | 相联存储器 | 普通存储器(如RAM) |
---|---|---|
寻址方式 | 按内容(关键字匹配) | 按地址访问 |
速度 | 高(并行比较) | 较低(顺序访问) |
硬件复杂度 | 高(需对照线路) | 低 |
典型应用 | Cache、TLB、网络路由 | 主存、通用数据存储 |
“微相联存储器”是相联存储器技术在微处理器中的具体实现,通过微型化与硬件优化,服务于高速数据检索场景。如需进一步了解技术细节,、和中的原理描述。
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