“ ราคาต่อบิต” หมายถึงอะไร

ฉันกำลังอ่านระบบปฏิบัติการของ William Stallings : Internals และหลักการออกแบบ (รุ่นที่เจ็ด)และข้อความเกี่ยวกับลำดับชั้นหน่วยความจำทำให้ฉันสับสน ผู้เขียนหมายถึงอะไรเมื่อเขากล่าวถึง "ต้นทุนที่สูงขึ้นต่อบิต"

นี่คือสิ่งที่ย่อหน้าที่เกี่ยวข้องในหน้า 24 พูดว่า:

ตามที่คาดไว้อาจมีการแลกเปลี่ยนระหว่างคุณลักษณะสำคัญสามประการของหน่วยความจำ ได้แก่ ความจุเวลาในการเข้าถึงและค่าใช้จ่าย ความหลากหลายของเทคโนโลยีที่ใช้ในการใช้ระบบหน่วยความจำและในสเปกตรัมของเทคโนโลยีนี้มีความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

• เข้าถึงได้เร็วขึ้นราคาต่อบิตที่สูงขึ้น
• ความจุที่มากขึ้นต้นทุนที่น้อยกว่าต่อบิต
• ความจุที่มากขึ้นความเร็วในการเข้าถึงที่ช้าลง

ฉันเข้าใจว่ายิ่งคุณลดระดับพีระมิดของลำดับชั้นความจำลงเท่าใดเวลาในการเข้าถึงก็จะช้าลง

เช่นเดียวกับดิสก์แม่เหล็กหรือการ์ด SSD จะมีเวลาเข้าถึงช้ากว่าการลงทะเบียน CPU หรือแคชหรือ RAM

แต่มันหมายความว่าอย่างไรที่จะมี "ราคาต่อบิตที่มากกว่า" มันช้าลงกระบวนการอื่น ๆ ในการเข้าถึงหน่วยความจำนี้หรือไม่? ดูเหมือนว่าจะตอบโต้ได้ง่ายเนื่องจากเวลาในการเข้าถึงควรเร็วกว่านี้หรือไม่ พวกเขาใช้พื้นที่มากขึ้นและมีจำนวนน้อยลงหรือไม่

ต้นทุนต่อบิตคือต้นทุนทางการเงิน (เช่นในหน่วยดอลลาร์และเซ็นต์) ต่อหน่วยความจำนั่นคือทั้งหมดคือวิธีการพูดว่า "สมมติว่าจำนวนหน่วยความจำที่ต้องการเหมือนกัน" (คุณสามารถบอกได้ว่าราคาต่อหน่วยความจำกิ๊กเท่ากัน - แต่การกล่าวถึงขนาดหมายถึงกรณีการใช้งานบิตเป็นเนื้อหาที่เล็กที่สุดที่สามารถเก็บไว้ได้)

ค่าใช้จ่ายต่อบิตเป็นเพียงราคาที่คุณต้องจ่ายสำหรับจำนวนเฉพาะของหน่วยความจำ

หากหน่วยความจำ brand X จำนวนหนึ่งมีค่าใช้จ่าย $ 20 และหน่วยความจำ brand Y จำนวนเท่ากันมีราคา $ 25 แสดงว่ายี่ห้อ X มีราคาต่อบิตที่ดีกว่า ความแตกต่างราคาต่อบิตนั้นเด่นชัดกว่ามากเมื่อเปรียบเทียบหน่วยความจำประเภทต่าง ๆ (SRAM, DRAM, แฟลช, SSD ... )

นอกจากคำตอบอื่น ๆ ที่กล่าวถึงอย่างถูกต้องแล้วว่าราคาต่อบิตคือจำนวนเงินต่อบิต:

หากคุณมีหน่วยความจำที่เก็บ 1024 ไบต์นั่นคือ 8192 บิต หากหน่วยความจำนั้นมีค่าใช้จ่ายคุณ $ 10 ก็จะเป็น $ 10 (ราคา) / 8192 บิตหรือ $ 0.001220703125 ต่อบิต หากคุณมีหน่วยความจำที่มีเวลาในการเข้าถึงที่เร็วขึ้นอาจจะมีค่าใช้จ่าย $ 20 แทนซึ่งในกรณีนี้คุณจะได้ $ 0.00244140625 ต่อบิต

Faster access time: $0.00244140625  cost per bit 
Greater capacity:   $0.001220703125 cost per bit

ฉันคิดว่าคำตอบอื่น ๆ ที่ขาดหายไปคือสิ่งที่สตอลลิงส์พูดถึงความสัมพันธ์ที่ไม่สิ้นสุดระหว่างสามสถานการณ์:

สมมติว่าคุณมีหน่วยความจำบางส่วนหน่วยความจำใด ๆ ที่มีราคา $ 10 สำหรับแท่ง 1GB ที่มีเวลาเข้าถึง 10ns ... ดังนั้น $ 10 / GB

Stallings กำลังพูดว่าถ้าคุณต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลที่เร็วขึ้นมันจะมีราคาสูงกว่าพูด $ 15 ต่อ 1GB ด้วยเวลาเข้าถึง 5ns = $ 15 / GB - ค่าใช้จ่ายต่อบิตสูงกว่าเมื่อเทียบกับหน่วยความจำก่อนหน้า

หากคุณต้องการแท่งที่มีขนาดใหญ่ขึ้นคุณอาจเสียค่าใช้จ่าย $ 15 สำหรับ 2GB ซึ่งคราวนี้ลดค่าใช้จ่ายต่อบิต - $ 7.50 ต่อ GB อย่างไรก็ตามแท่งที่ใหญ่กว่านี้จะใช้เวลาในการเข้าถึงที่ช้าลงพูดได้ 12ns

อย่างไรก็ตามคุณอาจได้รับแท่งขนาดใหญ่รุ่นพรีเมี่ยมที่ยังคงมีเวลาในการเข้าถึง 10ns แต่อาจมีราคาสูงกว่า - อาจเท่ากับ $ 18 ($ 9 / GB)

ดังที่ Stallings กล่าวว่า "มีการแลกเปลี่ยนระหว่างคุณลักษณะสำคัญสามประการของหน่วยความจำคือความจุเวลาในการเข้าถึงและค่าใช้จ่าย" และเขาแนะนำอย่างถูกต้องว่าเช่นเดียวกับในปัจจุบันกรณีนี้เป็นกรณีของเทคโนโลยีหน่วยความจำรุ่นก่อนหน้าและจะเป็นกรณีของเทคโนโลยีหน่วยความจำในอนาคต / รุ่นต่อ ๆ ไป

[1GB = (1024) (1024) (1024) (8) = 8589934592 บิต ดังนั้นราคาแท้จริงต่อบิตสำหรับหน่วยความจำ $ 10 ของเรา (ด้านบน) จะเท่ากับ $ 0.0000000012 ต่อบิต]

โดยเฉพาะ CPU register เป็นหน่วยความจำประเภทที่เร็วและแพงที่สุด พวกเขาใช้อสังหาริมทรัพย์ที่มีค่าที่สุดในพีซีทั้งหมด แคชในระดับต่าง ๆ อยู่ห่างจากการคำนวณจริงมากขึ้นและเวลาในการเผยแพร่สัญญาณไฟฟ้าจะเริ่มพิจารณา คุณไม่สามารถสร้างสิ่งทั้งหมดจากการลงทะเบียน