Estou lendo Sistemas operacionais: princípios internos e de design (sétima edição) de William Stallings, e uma passagem sobre a hierarquia da memória me levou confuso. O que o autor quer dizer quando menciona um "maior custo por bit"?
Aqui está o que o parágrafo relevante na página 24 diz:
As might be expected, there is a trade-off among the three key characteristics of memory: namely, capacity, access time, and cost. A variety of technologies are used to implement memory systems, and across this spectrum of technologies, the following relationships hold:
- Faster access time, greater cost per bit
- Greater capacity, smaller cost per bit
- Greater capacity, slower access speed
Eu entendo que quanto mais baixo você desce a pirâmide da hierarquia de memória, mais lento o tempo de acesso.
Da mesma forma, um disco magnético ou cartão SSD terá tempos de acesso mais lentos do que os registros da CPU ou do cache ou da RAM.
Mas o que significa ter um "maior custo por bit"? Isso diminui a velocidade de outros processos para acessar essa memória? Isso parece contra-intuitivo, já que os tempos de acesso devem ser mais rápidos? Eles apenas ocupam mais espaço e, portanto, há menos?
O custo por bit é o custo monetário (ou seja, em dólares e centavos) por unidade de memória, isso é tudo, ou seja, uma maneira de dizer "supondo que a quantidade de memória necessária é a mesma". (Você poderia igualmente dizer o custo por gig de memória - mas mencionar o tamanho implica um caso de uso. Um pouco é muito provavelmente a menor quantidade que pode ser armazenada)
O custo por bit é apenas o preço que você precisa pagar pela quantidade específica de memória.
Se alguma quantidade de memória da marca X for de $ 20 e a mesma quantidade de memória da marca Y for $ 25, a marca X terá um melhor custo por bit. As diferenças de custo por bit são muito mais pronunciadas ao comparar diferentes tipos de memória (SRAM, DRAM, flash, SSD ...)
Além dessas outras respostas que mencionam corretamente que o custo por bit é a quantia de dinheiro por bit:
Se você tiver memória que armazena 1024 bytes, isso significa 8192 bits. Se essa memória custar US $ 10, então seria US $ 10 (custo) / 8192 bits, ou US $ 0,001220703125 por bit. Se você tivesse memória com um tempo de acesso mais rápido, talvez custasse US $ 20, caso em que você teria US $ 0,00244140625 por bit.
Faster access time: $0.00244140625 cost per bit
Greater capacity: $0.001220703125 cost per bit
Eu acho que o pouco que outras respostas estão faltando é o que Stallings está dizendo sobre o relacionamento perpétuo entre os três cenários:
Digamos que você tenha alguma memória, qualquer memória, que custa US $ 10 por um stick de 1GB com um tempo de acesso de 10ns ... portanto, US $ 10 / GB.
O que Stallings está dizendo é que, se você quiser um armazenamento mais rápido, ele custará mais, digamos US $ 15 por 1 GB com um tempo de acesso de 5ns = US $ 15 / GB - um custo por bit maior comparado à memória anterior.
Se você quiser palitos maiores, pode custar US $ 15 por 2 GB, dessa vez reduzindo o custo por bit - US $ 7,50 por GB. No entanto, este stick maior terá um tempo de acesso mais lento, digamos 12ns.
No entanto, você pode conseguir uma versão premium do stick maior que ainda tem um tempo de acesso de 10 ns, mas isso custaria ainda mais - talvez US $ 18 (US $ 9 / GB).
Como diz Stallings, "há um trade-off entre as três principais características da memória: capacidade, tempo de acesso e custo". E ele corretamente sugere que, assim como este é atualmente o caso, este foi o caso de tecnologias / gerações anteriores de memória, e será o caso de futuras gerações / tecnologias de memória.
[1GB = (1024) (1024) (1024) (8) = 8589934592 bits. Portanto, o custo literal por bit para nossa memória de US $ 10 (acima) seria de US $ 0,0000000012 por bit]
Especificamente, os registradores da CPU são o tipo de memória mais rápido e mais caro. Eles ocupam o imóvel mais valioso do PC inteiro. Os vários níveis de caches estão mais longe do cálculo real, e o tempo de propagação do sinal elétrico começa a ser considerado. Você não pode construir a coisa toda fora dos registros.
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