3.1.4.1 并行访问存储器

　　要在一个存储周期内访问到多个数据，最直接的办法是增加存储器的字长。例如，一般存储器在一个存储周期内只能访问到一个字。如图3.7(a)所示，一个存储容量为m字×w位的存储器，每个存储周期只能访问到w位（一个字）。现在把存储器的字长增加n倍，成为n×w位，为了保持总的存储容量不变，可以把存储器的字数（也可以说是地址数）相应减少n倍，成为m/n个字。这样，在一个存储周期内就能访问到n个数据（每个数据的字长是w位），如图3.7(b)所示。

图3.7 并行访问存储器与一般存储器比较

　　在具体实现时，要把地址码分成两个部分，其中一部分仍作为存储器的地址去访问存储器（因为存储器的字数减少了，因此访问存储器的地址码可以缩短），而另一部分则去控制一个多路选择器，从同时读出的n个数据中选择一个数据输出。

　　并行访问存储器的主要优点是实现非常简单、容易。主要缺点是访问的冲突大，主要冲突来自如下几个方面：
　　1、取指令冲突。在遇到程序转移，而且转移成功时，一个存储周期中读出的n条指令，后面的几条指令将无用。
　　2、读操作数冲突。一次同时读出的n个操作数，不一定都有用。换一种说法，需要的多个操作数不一定正好都存放在同一个存储字中。
　　3、写数据冲突。这种并行访问的存储器，必须凑齐了n个数之后才能一起写入存储器。如果只写一个字，必须先把属于同一个存储字的n数读到数据寄存器中，然后在地址码的控制下修改其中的一个字，最后再把整个存储字写回存储器。
　　4、读写冲突。当要读出的一个字和要写入存储器的一个字处在同一个存储字内时，无法在一个存储周期内完成。

　　这4种冲突中，第1种冲突的概率比较小，因为，程序在大多数情况下是顺序执行的。第2种冲突的概率比较大，因为操作数的随机性比程序要大。第3和第4种冲突，解决起来有一定困难，需要专门进行控制。

　　分析发生这些冲突的原因，从存储器本身看，主要是因为地址寄存器和控制逻辑只有一套。如果在图3.7(b)中有n个独立的地址寄存器和n套读写控制逻辑，那么，上述第3和第4种冲突就自然解决了，第1和第2种冲突也会有所缓解。