Speicheranordnung

Speicheranordnung bezeichnet in der Informationstechnik die Art und Weise, wie Speichereinheiten in einem System angeordnet, verbunden und verwaltet werden. Sie umfasst die Struktur der Speichermedien, deren Adressierung und die Wege, über die der Prozessor oder der Speichermanager auf die Daten zugreift. Ziel ist eine effiziente Nutzung des Speichers in Bezug auf Geschwindigkeit, Kapazität und Zuverlässigkeit.

Grundlegend unterscheidet man flüchtigen Speicher, wie Hauptspeicher (RAM) und Cache, von nichtflüchtigen Speichern, wie Festplatten, SSDs oder Flash-Speichern. Die Speicheranordnung legt fest, wie Daten in Blöcken, Seiten oder Zellen organisiert sind und wie Adressen darauf abgebildet werden. Sie beschreibt auch die logische und physische Struktur der Speicherkomponenten im System.

Moderne Systeme verwenden typischerweise eine mehrschichtige Struktur mit Hauptspeicher, Cache-Ebenen und Systembus. Der Hauptspeicher wird oft in Bänken, Rängen und Kanälen organisiert, was durch Techniken wie Interleaving Leistungsverbesserungen ermöglichen kann. Ein Speichercontroller koordiniert Adresszuweisung, Zugriffstermine, Timing und Fehlererkennung bzw. -korrektur (ECC).

Wichtige Konzepte der Speicheranordnung sind Adressmapping, Bankauswahl, Interleaving, Speicherbusbreite und Fehlerunterstützung. Die Wahl der Speicheranordnung beeinflusst Latenz, Durchsatz, Energieverbrauch und Skalierbarkeit des Systems. Sie spielt daher eine zentrale Rolle bei der Systemgestaltung, bei Server- und HPC-Architekturen sowie bei Embedded- und Mobilgeräten.