“Bit başına maliyet” ne demektir?

William Stallings'in İşletim Sistemleri: İçsel ve Tasarım İlkeleri'ni (Yedinci Baskı) okuyorum ve bellek hiyerarşisiyle ilgili bir bölüm beni şaşırttı. Yazar "bit başına daha yüksek maliyet" den bahsettiğinde ne anlama geliyor?

Sayfa 24'teki ilgili paragrafın söylediği:

Beklenebileceği gibi, belleğin üç temel özelliği arasında bir değiş tokuş vardır: kapasite, erişim süresi ve maliyet. Bellek sistemlerini uygulamak için çeşitli teknolojiler kullanılır ve bu teknoloji yelpazesinde aşağıdaki ilişkiler geçerlidir:

• Daha hızlı erişim süresi, bit başına daha yüksek maliyet
• Daha fazla kapasite, daha küçük bit başına maliyet
• Daha yüksek kapasite, daha yavaş erişim hızı

Bellek hiyerarşisinin piramidine ne kadar aşağı inerseniz erişim süresinin o kadar yavaş olduğunu anlıyorum.

Mesela, bir manyetik disk veya SSD kart CPU kayıtlarından, önbellekten veya RAM'den daha yavaş erişim sürelerine sahip olacaktır.

Ancak "bit başına daha yüksek maliyet" olması ne anlama geliyor? Bu belleğe erişmek diğer işlemleri yavaşlatıyor mu? Erişim sürelerinin daha hızlı olması gerektiğinden bu durum sezgisel görünebilir mi? Sadece daha fazla yer kaplıyorlar ve bu yüzden daha azı var mı?

Bit başına maliyet, birim bellek başına parasal maliyettir (yani dolar ve sent cinsinden), hepsi bu, yani "gerekli bellek miktarının aynı olduğunu varsayarak" demenin bir yoludur. (Aynı zamanda bellek başına düşen maliyeti de söyleyebilirsiniz - ancak boyuttan bahsetmek bir kullanım durumunu ima eder. Biraz tartışmasız saklanabilecek en küçük miktardır)

Bit başına maliyeti bellek belirli miktarda ödemek zorunda sadece fiyattır.

Bir miktar X marka belleği 20 dolar ve aynı miktarda Y marka bellek 25 dolar ise, X markası bit başına daha iyi maliyete sahiptir. Farklı bellek türlerini (SRAM, DRAM, flaş, SSD ...) karşılaştırırken bit başına maliyet çok daha belirgindir.

Bit başına maliyetin bit başına para miktarı olduğunu haklı olarak belirten bu diğer cevaplara ek olarak:

1024 bayt depolayan belleğiniz varsa, bu 8192 bittir. Bu bellek size 10 $ 'a mal olursa, 10 $ (maliyet) / 8192 bit veya bit başına 0.001220703125 dolar olurdu. Daha hızlı erişim süresine sahip bir belleğiniz olsaydı, bunun yerine 20 dolara mal olurdu, bu durumda bit başına 0.00244140625 dolar olurdu.

Faster access time: $0.00244140625  cost per bit 
Greater capacity:   $0.001220703125 cost per bit

Diğer cevapların eksik olduğu nokta, Stalling'in üç senaryo arasındaki sürekli ilişki hakkında söylediği şey:

Diyelim ki, 10ns erişim süresine sahip 1 GB'lık bir sopa için 10 dolara mal olan bir hafızaya, herhangi bir hafızaya sahipsiniz ... bu nedenle 10 $ / GB.

Stalling'in söylediği şey, daha hızlı depolama istiyorsanız, daha yüksek bir maliyete sahip olacağınızı, 1 GB başına 15 dolar, 5ns erişim süresiyle = 15 $ / GB - bir önceki hafızaya göre daha yüksek bir bit maliyeti olduğunu söyleyin.

Daha büyük çubuklar istiyorsanız, 2GB için 15 dolara mal olabilir, bu sefer bit başına maliyeti düşürür - GB başına 7,50 dolar. Ancak bu daha büyük çubuğun erişim süresi daha yavaş olacaktır, örneğin 12ns.

Bununla birlikte, hala 10ns erişim süresine sahip daha büyük çubuğun premium bir sürümünü elde edebilirsiniz, ancak bu daha da pahalıya mal olacaktır - belki 18 $ (9 $ / GB).

Stallings'in dediği gibi, "hafızanın üç temel özelliği arasında bir değiş tokuş vardır: kapasite, erişim süresi ve maliyet". Ve şu anda olduğu gibi, bunun önceki teknolojiler / bellek nesilleri için geçerli olduğunu ve gelecekteki bellek teknolojileri / nesiller için geçerli olacağını doğru bir şekilde öneriyor .

[1 GB = (1024) (1024) (1024) (8) = 8589934592 bit. Bu nedenle, 10 ABD doları belleğimiz (yukarıda) için bit başına gerçek maliyet, bit başına 0,0000000012 ABD doları olacaktır]

Özellikle, CPU kayıtları en hızlı, en pahalı bellek türüdür. Tüm PC'deki en değerli gayrimenkulleri alırlar. Çeşitli önbellek seviyeleri gerçek hesaplamadan daha uzaktadır ve elektriksel sinyal yayılma süresi dikkate alınmaya başlanmıştır. Her şeyi kayıtlardan oluşturamazsınız.