什么是内存?物理内存和虚拟内存有何区别?

操作系统有物理内存和虚拟内存两个概念:

1、物理内存

物理内存也就是我们真是的硬件设备,例如内存条。

我们需要知道,CPU访问内存是一个慢速过程。访问过程具体为:先访问Cache,Cache包含L1,L2,L3,也就是一级缓存,二级缓存和三级缓存,若在这些缓存里全没找到我们要的数据,再去访问内存,接着会把找到的数据存放到Cache中,完成一次操作。

在Cache中没有找到数据,我们称之为Cache Miss。因此过多的Cache Miss就会导致大量的内存和Cache的IO交换,浪费大量时间

因此我们需要尽量减少Cache Miss,来提高访问速度,Unity为此提出了ECS方案,它们可以将存储在内存中的不连续数据,变为连续的数据,从而降低Cache Miss的概率。

台式设备和移动设备内存架构的差异:

  • 首先移动设备没有独立显卡。
  • 移动设备没有独立显存(显存的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据),所有在移动端数据内存和显存是同一块内存。所以有可能我们游戏占用的内存并不大,但是依旧爆内存了,其实是因为显存分配不出来了。这种情况,我们可以去查看一下Log,例如Android会有一个OpenGL Error:Out Of Memory。
  • 移动设备的CPU面积更小,因此会导致缓存级数更少,大小也更小,例如一般的台式机三级缓存可能有8-16M,而移动设备则只有2M左右。

2、虚拟内存

虚拟内存是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存,用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间(Swap Space)

 

内存交换

操作系统在使用内存不够的情况下,会尝试把一些不用的内存(Dead Memory)交换到硬盘上,从而节省出更多的物理内存。这个操作我们称之为内存交换,它会占用大量的硬盘空间。

然而移动设备不做该操作,因为移动设备的IO速度很慢,而且移动设备的可存储物(例如sd卡,内存芯片等)的可擦写次数也比硬盘少很多,会影响使用寿命。

内存压缩

在IOS中(Android没有)会将不活跃的内存压缩起来存储到一个特定空间里,来节省出物理内存空间,来给活跃的app使用,这个操作称之为内存压缩。(可以查看XCode的Virtual Memory)

内存寻址范围

内存寻址范围也称寻址空间指的是CPU对于内存寻址的能力(最大能查找多大范围的地址)。数据在内存中存放是有规律的,CPU在运算的时候需要把数据提取出来就需要知道数据在那里,这时候就需要挨家挨户的找,这就叫做寻址,但如果地址太多超出了CPU的能力范围,CPU就无法找到数据了。

内存寻址范围和Memory Controller(内存控制器)有关,和运算位数(32位或64位)无直接关系。当然一般情况下,64位的CPU寻址范围更大。

—— 完 ——
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