現代計算機結構離不開外部儲存單元，易失性及非易失性儲存，可否創造一種內嵌儲存功能的計算機體系？

1樓：ieeesscs

很好的問題，基本可以說是未來的發展趨勢了。

以前的儲存器分級體系主要是考慮儲存密度和速度的tradeoff，只能搞成內部快取，外部非易失的架構。這種架構的弊端已經越來越突出。現在的很多MCU已經開始嘗試使用片上的非易失快取，這樣可以在上電的瞬間即開始工作，斷電也基本不需要等候了。

未來隨著新型儲存器技術的成熟，基本上CPU裡面都會有高速度的非易失儲存器，意味著未來的計算機可以秒開秒關了，而且工作速度會更快。

2樓：Circle

關於外部儲存和內嵌儲存這一點：題主說的這個已經有一些可以實踐的手段了：HBM和HMC。

HBM算是把記憶體通過2.5D整合，和計算核心封裝在一起，GPU和一些FPGA都用上了。HMC是直接3D整合，把記憶體摞在計算核心上面。

學術界比較前沿的方向是In memory computing（存內計算）。有興趣可以了解一下。這類設計的目標是提供更高的頻寬和更低的訪存延時，對提公升系統效能有很大幫助。

關於易失儲存和非易失儲存這一點：目前在學術界有比較多的研究。題主可以去了解一下清華大學劉勇攀老師課題組做的非易失處理器。

我當時看過演示，晶元在間斷供電的情況下可以持續工作（不是利用內部儲能，不供電就立刻停下來，無論等多久只要恢復供電就從停電的時刻恢復工作）。這個方向，個人感覺主要的問題是如何將非易失的儲存器件和傳統的CMOS電路整合在一起，並且要克服非易失儲存單元速度慢的缺點。

關於能否完全將外部儲存整合到片上：個人感覺不是很現實。HDD，SDD這些儲存器一是非易失，二是大，和CPU上能夠整合的儲存比起來要大太多了。

真正需要儲存空間的時候這些外部儲存還是必要的。

3樓：野路子碼農

可以參考下 stm32h743 是如何被rt1050打的略抬不起頭以及st為啥急於推出stm32h750的

不過內建儲存有個好處就是快

4樓：

當然可以。

事實上，現代CPU內部都有這樣的空間，用來存放一些CPU識別資訊，比如CPUID，製造編號等。

對於Intel的伺服器CPU等，內部甚至有乙個微型的作業系統，用來遠端完成對CPU的監視和控制管理，比如遠端裝機。

然而，晶元的面積越大，功耗越高，散熱等就成為棘手的問題。而且，半導體的電學特性與溫度十分相關，太大的面積會導致不同區域溫度差較大，從而出現各種各樣的問題。

因此，在十分有限的面積上，能用的電晶體總數也是十分有限的。將越多的電晶體用作了儲存，則能用於製作CPU核心的數量就大大減少，CPU的效能就差。