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CPU无法直接访问的存储器有哪些?

### CPU不能直接访问的存储器,,CPU不能直接访问的存储器包括外存储器,如硬盘、光驱、U盘等。这些设备存储容量大、速度慢,需通过I/O接口和控制器与CPU通信。

CPU不能直接访问的存储器是外存储器,以下是详细介绍:

常见外存储器类型

硬盘:计算机中最常用的外部存储设备之一,可持久性地存储大量数据和程序,其读取速度相对较慢,且需要通过I/O接口来和CPU进行通信,当CPU需要从硬盘中读取数据时,需先通过I/O控制器发出读取指令,等待硬盘将数据读取到内存中,最后CPU才能够对数据进行操作;写入数据时同样需要经过I/O接口。

光驱:用于读取光盘中的数据的设备,当CPU需要从光驱中读取数据时,需要通过光驱控制器发出读取指令,等待光驱将数据读取到内存中,然后CPU才能够对数据进行操作。

U盘:一种便携式的外部存储设备,通过USB接口与计算机连接,当CPU需要从U盘中读取数据时,需要通过USB接口和U盘进行通信,才能够将数据读取到内存中。

CPU不能直接访问的原因

速度不匹配:外存的延时跟不上CPU的运行速度,即使是高性能的SSD,读写的延迟也在ms级别,以3GHZ频率的CPU为例,1ms时间相当于300万个时钟周期,以新一代i7的水平,这段时间可以执行超过2亿次浮点运算,所以外存储器的延迟远远跟不上CPU的运算速度,故CPU不对外存储器直接读写。

相关对比

存储器类型 能否被CPU直接访问 访问速度 存储容量 特点
缓存(Cache) 极快 较小 通常包括一级、二级和三级缓存,直接集成到CPU中,存储频繁访问的RAM位置的内容或地址,满足CPU对公共数据的快速访问需求
只读存储器(ROM) 较慢 适中 一般用于SoC CPU系统,普通PC只在ROM中存储BIOS信息,数据在制造时被固化,只能读出不能写入
随机存取存储器(RAM) 较快 较大 俗称内存,由于CPU集成了内存控制器,可直接访问,速度比缓存慢但容量大得多,断电后数据丢失
外存储器(如硬盘、U盘等) 不能 可持久性地存储大量数据和程序,需要通过复杂的硬件设备与CPU通信,数据传输速度相对较慢

CPU不能直接访问外存储器主要是由于速度不匹配以及需要通过复杂的硬件设备进行通信等原因,在计算机系统中,不同类型的存储器有着各自的特点和作用,它们相互配合,共同完成计算机的各种任务。

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