存儲控制器

存儲控制器是按照一定的時序規則對存儲器的訪問進行必要控制的設備，包括地址信號、數據信號以及各種命令信號的控制，使主設備(訪問存儲器的設備)能夠根據自己的要求使用存儲器上的存儲資源。

存儲控制器的作用主要就是進行接口的轉換，將主設備發出的讀、寫等命令轉換成存儲器能夠識別的信號，還要完成主設備與存儲器之間地址解碼、數據格式的轉換(比如數據位寬)。

基本介紹

• 中文名：存儲控制器
• 外文名：Control store
• 分類：計算機

簡介

存儲控制器，多作為可在微處理器中排列二極體的唯讀存儲器裝機使用。其起源至少可以追溯到1947年旋風計算機所使用的"program timing matrix" 。IBM在早期的360系統中使用了ROM存儲控制器，但在後繼的370系統中，改用了既可從軟碟導入微程式，又可隨意讀寫的超高速隨機存儲器，這使得IBM可以輕鬆修改微程式中的程式錯誤。儘管當時默認的存儲控制器為ROM，但由於可隨意讀寫的RAM的面世，使得用戶可以自己更改計算機的微程式。

相關資料

存儲控制器配有能夠使下一指令順利輸出的暫存器。定序器則負責依據微程式的運行結果來決定下一條指令的運行地址，防止各指令經由暫存器時發生衝突。在大多數設計中，其他指令也會從暫存器中通過。因為通過將下一指令的運行延緩一個周期，可以提高機器的運行速度。這種暫存器被稱作管道暫存器。下一命令的運行通常要依據上一命令的運行結果，在當前的微程式循環未完成之前無法實施。總之，存儲控制器的輸出結果都會被輸入到暫存器當中。暫存器和EPROM過去常被組裝於同一塊晶片。由決定系統循環時間的時鐘信號負責驅動暫存器。

記憶體控制器

記憶體控制器（英語：Memory Controller）是一個用於管理與規劃從記憶體到CPU間傳輸速度的匯流排電路控制器，它可以是一個單獨的晶片或集成到相關的大型晶片里；如微處理器與北橋內置的記憶體控制器記憶體控制器控制著必要的邏輯讀取和寫入DRAM，並每隔一段時間刷新動態隨機存取存儲器(DRAM)里的內容。如果沒有不斷刷新DRAM將會丟失已寫入的數據，因為DRAM的儲存單元其實是電容器的一種，電容器會不斷泄漏它儲存的電荷，根據JEDEC標準只要泄漏速度不小於64毫秒記憶體就可以正常工作。進行讀取和寫入動作時，記憶體控制器會根據數據地址到DRAM中選擇行和列，通過一個多路轉換器將數據合併以減少操作所需的匯流排寬度，由DRAM輸入端的多路轉換器電路承接轉換操作，其中經由DRAM的多路分解器為轉換後的輸入數據選擇正確的存儲器位置並返回數據，匯流排寬度是允許同時進行通信的存儲單元數目。記憶體控制器的匯流排寬度範圍從在早期的系統中的8位，演變成在更複雜的系統和顯示卡中的512位，這通常被實現為數個64位記憶體控制器同時並行運行，這稱為“團體模式”。一些記憶體控制器，例如集成QUICC記憶體控制器的Power QUICC II處理器，可在同一時間連線到各種不同類型的設備，如：SDRAM、SRAM、ROM和記憶體映射的I/O。一些記憶體控制器會集成ECC錯誤檢測和校正的功能。現在實驗中的記憶體控制器除了包含執行存儲器管理單元地址轉換中的第一級，也包含第二級別的地址轉換，進一步減少頻寬占用率。

硬碟控制器

硬碟控制器即磁碟驅動器適配器。是計算機與磁碟驅動器的接口設備。它接收並解釋計算機來的命令，向磁碟驅動器發出各種控制信號。檢測磁碟驅動器狀態，按照規定的磁碟數據格式，把數據寫入磁碟和從磁碟讀出數據。磁碟控制器類型很多，但它的基本組成和工作原理大體上是相同的，它主要由與計算機系統匯流排相連的控制邏輯電路，微處理器，完成讀出數據分離和寫入數據補償的讀寫數據解碼和編碼電路，數據檢錯和糾錯電路，根據計算機發來的命令對數據傳遞，串並轉換以及格式化等進行控制的邏輯電路，存放磁碟基本輸入輸出程式的唯讀存儲器和用以數據交換的緩衝區等部分組成。

IDE控制器

IDE控制器經常製作在主機板中，最多能夠支持4個硬碟，每秒傳輸數據最多可達66Megabytes(MB)，但是許多IDE控制器僅能達到33Megabytes。IDE控制器有幾種變體，常見的就是ATA：AdvancedTechnologyAttachment（附加高級技術），ATA是IBM發明的裝在硬碟里的第二個控制器，能夠大大加快數據的傳輸速度。當前進一步提高了性能的ATA-3和ATA-4正被音頻工作站廣泛使用。

SCSI控制器

SCSI是非常先進的硬碟控制器，但是通常它的價格高於IDE因此難於普及。SCSI能夠支持多件硬碟和CD-ROM、掃瞄器等設備，可以用菊花鏈的方式聯接多達30件設備和外圍，最適合需要巨大容量的錄音棚採用。SCSI控制器傳統上就比IDE快，更能夠達到每秒160MB的速度，正在開發的新控制器甚至可以達到每秒320MB。就象IDE,SCSI也有一些不同的版本，如果你的DAW需要最好的性能，使用24bit/96Khz或24bit/192KHz規格的標準，存儲大量的數據，應當首先考慮SCSI。

磁碟陣列控制器

陣列控制器用於磁碟陣列，是磁碟陣列的大腦，硬體組成包括CPU，高速快取（Cache）以及光纖通道（FC），主要用來實現數據的存儲轉發以及整個陣列的管理，是系統主機與存儲器件（磁碟櫃）之間的“橋樑”。

具體功能為：

• 對指令流進行控制和解碼，包括執行標量操作指令。
• 在執行向量操作時將控制信號傳送給pe。
• 向所有的處理單元廣播公共的地址部分。
• 所有的處理單元廣播公共數據。
• 接收和處理陷阱或中斷信號。

發展需求

隨著對存儲性能要求的不斷提高，存儲器的容量越來越大、速度越來越快，新的存儲器訪問技術也應運而生，存儲控制器也在不斷的改進與發展。例如，由傳統的單一通道控制器到雙通道技術，再到處理器內部整合封裝存儲控制器，其發展相當迅速，未來肯定會有更新的技術出現，到那時，可能就沒有存儲控制器的概念了。