关于CPU操作和I / O处理

Question

我的问题是为什么我们希望CPU的操作与I / O处理的操作重叠。我一直在考虑优化等但尚未得出结论。

如果有人能够回答这个问题，那就太棒了。 ：d

Answer 1

与CPU的工作频率相比，I / O通常非常慢。

假设你有一个1GHz的CPU，它能够在每个时钟周期执行一条指令。这意味着CPU能够每纳秒执行一条指令。

现在让我们假设您要从硬盘中获取一些数据。磁盘操作通常以毫秒级进行，我们假设您的驱动器足够快，只需1ms即可获取数据。

如果CPU只是坐在那里等待磁盘获取数据，那么CPU将浪费100万纳秒无所事事，而它可能会为另一个任务执行100万条指令。当程序具有大量IO访问权限时，如果让CPU等待并且什么都不做，那些浪费的周期就会堆积起来并变得明显。这就是为什么将计算与IO重叠是一个好主意，因此不会浪费CPU周期。

这也是当您的主内存已满并且CPU必须频繁寻呼到磁盘时，您的计算机变得无法响应的原因。除非已将所需数据从磁盘检索到主内存中，否则您的CPU无法执行任何有用的任务，因此它必须坐下来等待IO完成。