我们可以在比RAM更快的速度下运行linux吗？

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这可能是一个愚蠢的问题，也可能是误解的结果。我正在研究CPU的当前状态，尤其是内存。我只是在读SRAM比DRAM快多少，但价格却更高。SRAM非常昂贵：我花了一点钱就找到了一块电池供电的16 MB SRAM卡，价格约为400美元。

最近，一个朋友提到他一直在RAM中运行“小狗linux”，而且速度很快。不过，我注意到，微小的内核linux甚至可以更小...甚至只有8 MB！这让我开始思考：我们可以在SRAM中运行linux吗？这个问题是否格式正确？

谷歌搜索这个问题被证明是无效的，但是提出了更多的问题。可以在L3缓存中运行linux吗？英特尔酷睿i7可以具有足够大的L3缓存以容纳8MB ...但是我犯了一个分类错误？这个和“嵌入式” Linux有什么区别？

这就是问题：我们可以在SRAM或L3缓存中运行linux吗？有什么更快的方法吗？我们的Linux能有多快！！

z。

cache embedded lightweight

— 齐吉
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3

嵌入式Linux通常在ram或非易失性内存上运行。嵌入式Linux通常只是被精简为仅在特定硬件上运行，或者使用一些不太常见的内核选项，例如低延迟

— Journeyman Geek

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我想知道这个问题是否有实际用途？

— 罗伯特·涅斯特罗伊

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+1，用于将“ linux”用作动词（在最后一句话中）！

— 沃拉克

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Linux或任何其他操作系统都不知道RAM的工作方式。只要正确配置了内存控制器（例如，为非SRAM设置的刷新率），那么操作系统就不在乎它是否在纯动态内存（普通RAM），快速页面模式RAM（FP RAM）上运行（来自C64-ish）次），扩展数据输出模式RAM（EDO），同步RAM（SDRAM），双倍数据速率SDRAMS（DDR 1/2/3）中的任何一种。

所有这些都支持从随机位置进行读写。一切都会工作。

现在缓存有所不同。您无需写入即可更改内容。那会妨碍你的。尽管如此，它还是有用的。我知道coreboot在启动期间会在适当配置内存控制器之前将缓存用作一种内存。（有关详细信息，请查看FOSDEM 2011期间coreboot对话中的视频）。

因此从理论上讲，您可以使用它。

但是：对于实际任务，具有1 GB“常规”“中速”内存的系统将比仅具有几个MB超快内存的系统性能好得多。这意味着您有三个选择：

以正常的“廉价”方式构建事物。如果需要更高的速度，请添加几十台额外的计算机（所有计算机均具有“慢速”内存）
或以十几倍的价格构建一台计算机，而性能却大大低于十几倍。

除非在极少数情况下，否则最后一个都不明智。

— 海恩斯
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许多CPU通过CPU的模型专用寄存器（MSR）支持“按RAM缓存”模式。还要注意，SRAM比DRAM消耗更多的功率，这也是设计因素。如果CPU的高速缓存足够大或内核足够小，则可以启用此RAM缓存模式，并使它完全在CPU的SRAM中执行。但是，您将有有限的RAM来运行程序等。因为AFAIK RAM缓存和普通模式无法同时工作。我对此可能是错的。即使这样做，这些天大多数CPU的速度也要归功于使用L2，L3缓存。

— LawrenceC

@Hennes是Linux仅关心（映射的）内存地址吗？

— Alvin Wong

SDRAM是同步D（动态）RAM，而SRAM是静态RAM。我不知道您打算在第一段中指的是哪一个，并且我没有代表来进行“琐碎的”编辑，但是也许您可以解决这个问题？除此之外，好的答案。

— CVn

我不介意澄清，但我不确定您想澄清什么。您可以在评论中添加它吗，我将对其进行编辑。

— Hennes

当我第一次阅读此评论时，我看到“ Linux或任何其他OS死于RAM的工作方式。” 您的故障很不错：我认为我并不幻想这会“更好”。我只是想知道是否可以做到。

— Ziggy 2013年

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是的，您可以，实际上这是自动完成的过程。RAM中最常用的部分被复制到缓存中。如果您的总RAM使用量小于您的缓存大小（如您假设的那样），则现有的缓存机制将复制RAM中的所有内容。

然后将缓存复制回普通RAM的唯一时间是PC进入S3睡眠模式。这是必需的，因为在S3模式下关闭了高速缓存。

— 杂项
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并非所有可以/将要复制。对于Intel / x86高速缓存结构：如果我具有256KiB高速缓存和1024KiB高速缓存，我可以读取地址0。它将存储在高速缓存中的位置0。然后，我可以读取地址1，并将其存储在高速缓存中的位置1。但是，如果我从（256Kib + 1）中读取了地址，该地址也将存储在缓存中的地址1处。高速缓存使用一个额外的（标签）SRAM来指示存储了两者中的哪一个。这意味着从高速缓存大小的倍数读取将无法正常工作。（请注意，这将是一件罕见的事情，通常可以忽略）。

— Hennes

这是有见地的！当我可以让一群天才确定要执行的最佳操作并编写CPU来执行该最佳操作时，为什么我会笨拙地将我认为重要的内容填充到L3缓存中。对？

— Ziggy 2013年

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许多CPU允许将缓存用作RAM。例如，大多数较新的x86 CPU可以将某些区域配置为回写，而通过MTRR读取时不填充。这可以用来将地址空间的一个区域有效地指定为cache-as-ram。

这是否有好处是另一个问题-它将内核锁定在RAM中，但同时会减小缓存的有效大小。可能还会有副作用（例如必须为系统的其余部分禁用缓存），这会使此过程变慢得多。

— 马克·莱曼
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“我们可以在L3缓存中运行linux吗？”

不，这是不可能的，因为未直接/线性寻址高速缓存。
由于缓存存储器的设计方式，CPU程序计数器（IP）注册表无法指向缓存存储器中的某个位置。

CPU缓存具有自己的“关联性”，这种关联性定义了“正常”内存“映射”到缓存的方式。高速缓存的这一功能是高速缓存如此之快的原因之一。

— 马克斯
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“我们可以在L3缓存中运行linux吗？”

不，缓存是一项专门的工作，用于保存程序数据和指令，以备处理器需要时使用。无论如何，您会在缓存中找到操作系统，因为它一直在使用。将所有操作系统加载到缓存中效率不高，因为您没有一次使用内核中的每个代码路径。

“我们可以在SRAM中运行Linux吗？”

当然，您可以将电池支持的SRAM用作启动分区，然后可以在适当位置使用内嵌的execute标志。这可能导致更快的启动时间和稍快的操作。但是，一个主要因素是L3高速缓存和内核所在位置（引导驱动器或RAM）之间的带宽。

“有没有更快的东西？我们能以多快的速度！！”

通常，硬件制造商和操作系统开发人员正在努力使处理速度尽可能快。但是，您的问题很笼统，您想加快启动时间，优化文件系统访问，加快计算速度还是其他？一旦遇到更具体的问题，您当然可以开始查找瓶颈并将其删除。您的SRAM驱动器肯定会加快启动过程。在3秒钟内进入GUI将会非常酷。

— 菲尔·汉嫩
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早在486年代，曾经有一些机器的所有RAM都是SRAM。当8MB很大时又回来了，但似乎符合您的限制。我敢肯定，现在8MB的SRAM比以前便宜很多。

因此，如果采用这种方式制造计算机，则可以在SRAM中运行Linux。这不是理论上的；已经完成了。

但是，不在缓存中。缓存的连接方式不同，更重要的是寻址方式也不同。您不能以同样的方式解决。块以不同的方式映射，而不是连续的块。而且内容不一定是您在磁盘上看到的-较新的Intel芯片会及时进行“编译”（更多是CISC => RISC-micro-op re-encoding），其中微型操作就是这样最终在缓存中。简而言之，缓存中的内容不是您的程序，而是更改后的视图，因此您不能再将其用作程序的内存表示形式。

问题是为什么。除了“因为我可以”以外，没有很多原因。高速缓存系统以更少的成本为您带来了大部分的速度优势。请记住，成本不仅仅是美元。...SRAM需要更多的晶体管，这意味着更多的电力。

— 里奇·霍莫尔卡
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