问冯·诺依曼与哈佛建筑

EN

目前PC的CPU设计有哈佛和冯·诺依曼两种元素(更多的是冯·诺依曼)。

如果您查看L1缓存，您将看到，在AMD，ARM和英特尔系统中，您有指令L1缓存和数据L1缓存，这些缓存可以独立和并行地访问。这是哈佛大学的。然而，在L2、L3或DRAM中，数据和代码是混合的。这是Von Neumann的部分。

那么，为什么PC不采用纯粹的哈佛架构呢？我的看法是，这是没有意义的。如果您分析了大多数应用程序，您将看到L1指令缓存丢失率非常小。这意味着通常代码大小并不是一个问题。因此，为代码设计完全独立的路径是没有意义的。数据可能增长非常大，但代码实际上不能。

在DSP中，使用单独的代码和数据路径是有意义的。这是因为DSP的工作主要是“流数据”，这意味着缓存的需要相当小。此外，DSP代码可以包含预先计算的系数，以增加代码大小。因此，在数据大小和代码大小之间存在一种平衡，这意味着使用哈佛体系结构是有意义的。

Von Neumann体系结构与哈佛体系结构的根本区别在于，在哈佛体系结构中，指令内存与数据内存是不同的，而在Von Neumann中，它们是相同的。这反映了PC机(程序存储和读取与数据相同的介质，通常是磁盘和RAM)和微控制器(程序存储在非易失性内存中，数据存储在易失性内存中)的实际情况。