Was bedeutet "Kosten pro Bit"?

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Darien Springer

Ich lese die Betriebssysteme von William Stallings : Internals and Design Principles (Seventh Edition), und eine Passage zur Speicherhierarchie hat mich verwirrt. Was meint der Autor, wenn er "höhere Kosten pro Bit" erwähnt?

Der entsprechende Absatz auf Seite 24 sagt Folgendes aus:

Wie zu erwarten, gibt es einen Kompromiss zwischen den drei Hauptmerkmalen des Speichers: Kapazität, Zugriffszeit und Kosten. Eine Vielzahl von Technologien wird zum Implementieren von Speichersystemen verwendet. In diesem Spektrum von Technologien gelten die folgenden Beziehungen:

  • Schnellere Zugriffszeit, höhere Kosten pro Bit
  • Höhere Kapazität, geringere Kosten pro Bit
  • Höhere Kapazität, langsamere Zugriffsgeschwindigkeit

Ich verstehe, dass die Zugriffszeit umso langsamer ist, je tiefer Sie die Pyramide der Speicherhierarchie hinuntergehen.

So haben beispielsweise eine Magnetplatte oder eine SSD-Karte langsamere Zugriffszeiten als die CPU-Register oder der Cache oder der RAM.

Aber was bedeutet es, dass es "höhere Kosten pro Bit" gibt? Verlangsamt es andere Prozesse, um auf diesen Speicher zuzugreifen? Das erscheint kontraintuitiv, da die Zugriffszeiten schneller sein sollen? Nehmen sie nur mehr Platz in Anspruch, und deshalb gibt es weniger davon?

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Könnten Sie den relevanten Satz / Absatz / Satz wörtlich zitieren? Bob vor 6 Jahren 1
Der Autor bezeichnet "Kosten" als Geldaufwand. sawdust vor 6 Jahren 37
Der Autor versucht, bestimmte Konfessionen in dieser Verallgemeinerung zu vermeiden ... Diese Version ist vermutlich allgemeiner als "Dollar pro Byte", "Euro pro Yobibyte", "ha'Pennies pro Nibbeln", "glänzende Steine ​​pro Tryte" oder "hühner pro qutrit" A C vor 6 Jahren 8
Die Sprache ist irgendwie schlampig, aber es ist beabsichtigt, eine Menge anzugeben: Preis pro Einheitsspeicher. Sie können dies beispielsweise in der Einheit USD / GB ausdrücken. Der Autor mischte das, indem er die Kosten (eine Menge) pro Bit (eine Einheit des Mengenspeichers) sagte. Martijn vor 6 Jahren 0
Keine Sorge, das ist ein Hardwareproblem. Samuel vor 6 Jahren 1
Dollar pro Bit ist ein winziger Betrag, mit dem die meisten Gehirne nicht richtig umgehen können. "Kosten pro Gigabyte" gibt eine viel vernünftigere Anzahl an, und wahrscheinlich wäre diese Frage nie gestellt worden. gnasher729 vor 6 Jahren 0
Wenn Sie 1 GB für 8 Dollar erhalten können, sind das 8000000000 Bits für 8 Dollar, also 0,000000001 USD für jedes Bit. user20574 vor 6 Jahren 1

5 Antworten auf die Frage

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gronostaj

Die Kosten pro Bit sind nur der Preis, den Sie für eine bestimmte Speichermenge zahlen müssen.

Wenn ein Speicherplatz für Marke X 20 Dollar kostet und der gleiche Speicherplatz für Marke Y 25 Dollar kostet, dann hat Marke X bessere Kosten pro Bit. Die Kosten-pro-Bit-Unterschiede sind beim Vergleich verschiedener Arten von Speicher (SRAM, DRAM, Flash, SSD ...) viel ausgeprägter.

25
davidgo

Die Kosten pro Bit sind die monetären Kosten (dh in US-Dollar und Cent) pro Speichereinheit, das ist alles, dh eine Art zu sagen "angenommen, die benötigte Speichermenge ist gleich". (Man könnte auch die Kosten pro Gigabyte Speicher nennen - aber die Erwähnung der Größe impliziert einen Anwendungsfall. Ein Bit ist sehr wahrscheinlich die kleinste Menge, die gespeichert werden kann.)

Könnten die Kosten also angegeben werden, wie viel Speicherplatz der bestimmte Speichertyp benötigt? Darien Springer vor 6 Jahren 0
Ich bin nicht sicher, ob ich dich verstehe, aber ich bezweifle es. Ersetzen Sie die Wörter "Kosten pro Bit" durch "Kosten" pro gespeicherte Speichereinheit und prüfen Sie, ob dies für Sie sinnvoller ist. davidgo vor 6 Jahren 0
Selbst wenn ich "Kosten pro Bit" durch "Kosten pro Speichereinheit" ersetze, bin ich immer noch verwirrt, was es bedeutet, dass es Kosten gibt. Was wird berechnet und was verliert das Ding, wenn höhere Kosten anfallen? Darien Springer vor 6 Jahren 0
Ich frage mich, ob Sie das nicht überdenken. Man kann sich die Kosten in $ (oder Cent) vorstellen, die für die Speicherung der Speichermenge anfallen. Auf die Gefahr hin, Sie mehr zu verwirren (ich hoffe ich nicht) - wenn ich 1 TB Daten speichern möchte, kann ich sie auf einer SSD oder einer Festplatte speichern. Die SSD ist zwar schnell, kostet aber etwa 500 US-Dollar Die Festplatte kostet möglicherweise 100 US-Dollar. Eine schnellere Zugriffszeit bedeutet also mehr Speicher pro Einheit. Wenn ich TB-Daten speichern möchte, kostet es mich etwa 160 Dollar, im Gegensatz zu 60 Dollar für 1 TB - die Kosten pro TB für 5 TB betragen 40 Dollar im Vergleich zu 60 Dollar für 1 TB und somit geringere Kosten pro Bit ... davidgo vor 6 Jahren 7
"Kosten pro Bit" entspricht den Kosten pro Megabyte für Festplatten: Ich habe 1989 eine Festplatte für meinen Atari gekauft, und es waren 250 USD für 10 MB. Jetzt können Sie 1 TB für 60 USD erhalten, sodass die Kosten pro Megabyte gesunken sind. .. Solar Mike vor 6 Jahren 5
Ich habe darüber nachgedacht. Die "Kosten" beziehen sich also darauf, wie viel der Speicher kosten würde, um mit Währung zu kaufen. Ich war verwirrt, weil ich dachte, dass es sich um einen Nachteil eines anderen Prozessspeichers handelte. Darien Springer vor 6 Jahren 4
Ich freue mich, dass du es jetzt scheinst. davidgo vor 6 Jahren 2
Da die Verwirrung der OP sich auf das Wort "Kosten" konzentriert (dh, dass dies Kosten bedeutet), würde ich vorschlagen, dies in die Antwort zu integrieren. Jon Bentley vor 6 Jahren 2
Die Kosten pro Bit können auch in etwas anderem als den finanziellen Kosten gemessen werden, wenn die zugrunde liegenden physischen Implementierungen vergleichbar sind. Sie können verschiedene Arten von Halbleiterspeichern basierend auf der Anzahl der benötigten Transistoren vergleichen. Dies gibt Ihnen ein besseres Gefühl dafür, warum ein Speichertyp teurer ist als ein anderer. chepner vor 6 Jahren 1
"Cost per Bit" scheint jedoch eine seltsame Wendung zu sein, in einer Welt, die seit Jahrzehnten universell 8-Bit-Bytes verwendet hat - meine erste Vermutung war, dass die Verwendung von Bit anstelle von Byte bedeutet, dass der ECC-Speicher mit neun Bits pro Byte gezählt wird. Random832 vor 6 Jahren 0
@ Random832 "_Cost per Bit_" wurde verwendet, da dies der kleinste gemeinsame Nenner ist. Einige RAM-Chips sind (oder waren) ein Bit breit; Einige (wie Sie feststellen) sind 9 Bits breit: Wenn Sie von "_cost per byte_" sprechen, wäre das etwas seltsam ... sicherlich merkwürdiger als die Verwendung des Begriffs für byteorientierte RAM-Chips. TripeHound vor 6 Jahren 2
@DarienSpringer Das ursprüngliche Zitat besagt also, dass, wenn Sie einen schnelleren Zugriff wünschen (andere Dinge gleich sind), jedes Bit (Speichereinheit) teurer ist und so weiter. TripeHound vor 6 Jahren 0
@davidgo: Und um fortzufahren, wie viel würde es kosten, das Terabyte im RAM zu speichern? (Ungefähr 4000 Dollar, wenn ich den Preisen von Google vertrauen kann und Sie ein Motherboard finden können, das dies unterstützt.) Wie wäre es in einem schnellen Cache-Speicher? jamesqf vor 6 Jahren 0
Sie können weniger als ein bisschen Informationen speichern, indem 0 und 1 unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten haben. PyRulez vor 6 Jahren 0
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Wayne Werner

Neben diesen anderen Antworten wird zu Recht erwähnt, dass die Kosten pro Bit die Geldmenge pro Bit sind:

Wenn Sie einen Speicher haben, der 1024 Byte speichert, sind das 8192 Bits. Wenn dieser Speicher 10 Dollar kostet, wären es 10 Dollar (Kosten) / 8192 Bit oder 0,001220703125 Dollar pro Bit. Wenn Sie Speicher mit einer schnelleren Zugriffszeit hätten, würde es stattdessen 20 Dollar kosten. In diesem Fall hätten Sie 0,00244140625 Dollar pro Bit.

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

Ich denke, das bisschen, was andere Antworten vermissen, ist das, was Stallings über die ewige Beziehung zwischen den drei Szenarien sagt:

Nehmen wir an, Sie haben etwas Speicher, jeden Speicher, der 10 USD für einen 1-GB-Stick mit einer Zugriffszeit von 10 ns kostet ... also 10 USD / GB.

Was Stallings sagt, wenn Sie einen schnelleren Speicherplatz wünschen, kostet dies mehr, sagen wir 15 USD pro 1 GB bei einer Zugriffszeit von 5 ns = 15 USD / GB - eine höhere Kosten pro Bit im Vergleich zum vorherigen Speicher.

Wenn Sie größere Sticks benötigen, kostet Sie dies möglicherweise 15 USD für 2 GB, wodurch die Kosten pro Bit gesenkt werden - 7,50 USD pro GB. Dieser größere Stick hat jedoch eine langsamere Zugriffszeit, beispielsweise 12 ns.

Möglicherweise erhalten Sie jedoch eine Premium-Version des größeren Sticks, die immer noch eine Zugriffszeit von 10 ns hat. Dies würde jedoch noch mehr kosten - vielleicht 18 US-Dollar (9 US-Dollar / GB).

Wie Stallings sagt, "gibt es einen Kompromiss zwischen den drei Hauptmerkmalen des Speichers: Kapazität, Zugriffszeit und Kosten". Und er weist zu Recht darauf hin, dass dies, wie dies derzeit der Fall ist, bei früheren Technologien / Speichergenerationen der Fall war und bei zukünftigen Speichertechnologien / Generationen der Fall sein wird.

[1 GB = (1024) (1024) (1024) (8) = 8589934592 Bits. Daher wären die wörtlichen Kosten pro Bit für unseren Speicher von 10 USD (oben) 0,0000000012 USD pro Bit.]

Während Ihr Beispiel auch funktioniert, wird dies normalerweise nicht auf dieselbe Technologie angewendet. Dies ist eine sehr bekannte Aussage im Hardware-Design und bedeutet normalerweise, dass unterschiedliche Technologien unterschiedliche Eigenschaften haben: Zum Beispiel können Sie entweder einen kleinen, aber sehr schnellen und teuren L1-Cache haben oder GBs für DDR-RAM fast kostenlos nutzen. Und wenn Sie noch einen Schritt weiter gehen, können Sie TBs durch die Verwendung einer Festplatte erhalten. Und so weiter. Es sind die Größenordnungen, die zählen. Voo vor 6 Jahren 0
@Voo Obwohl die Skala unterschiedlich ist, sind die Prinzipien gleich. Es ist jedoch nicht das Ausmaß, auf das es ankommt - es ist das Prinzip, dass es einen Kompromiss zwischen den konkurrierenden Faktoren gibt. Sie können billig, schnell oder groß werden, aber nicht alle drei. Stromverbrauch / Wärme. Beim Entwerfen Ihres Betriebssystems / Ihrer Anwendung / Appliance / Ihres Geräts müssen Sie diese Aspekte ausgleichen. CJM vor 6 Jahren 0
Ja, das Prinzip ist das, worauf es ankommt. Ich weise nur auf die allgemeine Verwendung in der Community hin, wo diese Aussage normalerweise verwendet wird - Hardware-Design. Sie machen sich Sorgen, ob Sie etwas vom Cache, vom Speicher oder von der Festplatte lesen möchten, nicht, ob Ihr Speicher um 5% schneller ist oder nicht. Voo vor 6 Jahren 0
@Voo Ich bin bei CJM und würde eine ähnliche Antwort posten, wenn er es noch nicht getan hätte. Dies wird nicht nur beim Hardware-Design verwendet, sondern auch von Systemarchitekten, um die beste Konfiguration zu ermitteln, die sie sich leisten können. Barmar vor 6 Jahren 0
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Christopher Hostage

Insbesondere sind die CPU-Register der schnellste und teuerste Speichertyp. Sie beanspruchen die wertvollsten Immobilien im gesamten PC. Die verschiedenen Ebenen der Caches sind weiter von der tatsächlichen Berechnung entfernt, und die Laufzeit des elektrischen Signals beginnt zu berücksichtigen. Sie können nicht alles aus Registern zusammenbauen.

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