Harvard Architecture 是一種計算機架構,它將存儲指令(程式碼)和存儲數據的記憶體分開處理,擁有獨立的儲存體和數據通道來分別處理它們。這種架構的主要優點在於能夠同時讀取指令和數據,從而提高了處理效率和速度。
特點
獨立的指令和數據存儲:Harvard Architecture 擁有兩個物理上分離的存儲系統,一個用於存儲程式碼,另一個用於存儲數據。這意味著指令存取和數據存取可以同時進行,不會相互干擾。
提高執行速度:由於能夠同時讀取指令和數據,因此可以在單個時鐘週期內完成更多的操作,這顯著提高了執行效率。
專用的數據通道:指令和數據分別擁有自己的地址空間和數據通道,這增加了系統的複雜度,但也提供了更高的性能和靈活性。
應用
Harvard Architecture 常見於許多微控制器和數位信號處理器(DSP)中。這種架構特別適用於需要高速數據處理和嚴格時間約束的應用,如嵌入式系統、音頻和視頻處理、以及其他實時計算任務。
與馮·諾依曼架構的比較
與 Harvard Architecture 相對的是馮·諾依曼架構(Von Neumann Architecture),後者使用單一的存儲系統來存儲指令和數據。馮·諾依曼架構的主要限制是「指令-數據瓶頸」,即指令和數據不能同時被讀取,這限制了處理速度。相比之下,Harvard Architecture 通過分開指令和數據的存取路徑來解決這個問題,從而實現更高的處理效率。