ROMとRAMのどちらからプログラムを実行するのが速いですか？

電子工学の出身である私たちのほとんどは、SRAMがDRAMよりも速いことを知っています。しかし、RAMとROMを比較することになると、私にはわかりません。

私の質問はマイクロコントローラーに関連しています：「コードがRAM / ROMから直接実行される場合、そのパフォーマンスはより良くなりますか?? 1）RAMからの実行または2）ROMからの実行または3）両方が同等に実行されます」

また、ROMの読み取り速度が高くなるように設計されていることも考慮してください。一方、RAMの場合、読み取り速度と書き込み機能のトレードオフがあります。

データシートには、各命令にかかる時間と、RAMまたはROMから実行する場合にどのような違いがあるかが記載されています。

RAMから実行するオプションを提供するマイクロコントローラーの場合、それはおそらくより高速であり、追加のRAMスペースを使用してコードを実行する主なポイントとなるでしょう。また、フェッチのオーバーラップの問題が発生する場合もあります。別のメモリであり、RAMアクセスを同時に実行できるため、ROMから実行する方が高速な場合があります。

繰り返しますが、特定のマイクロについて知る唯一の方法は、データシートを読むことです。

それは完全にメモリとCPUアーキテクチャに依存します。経験則として、SRAMはフラッシュよりも高速で、特に高速MCU（> 100 MHz）で高速です。SRAMビットセルは（多かれ少なかれ）ロジックレベルの出力を生成しますが、フラッシュメモリはより遅い電流検出プロセスを実行する必要があります。

どれだけ高速か（もしあれば）は、アーキテクチャー（メモリのワードサイズ、それぞれの待機状態の数、キャッシュの存在、CPU命令のサイズなど）によって異なります。周波数が十分に低いと、フラッシュとRAMの待機状態がゼロになる可能性があるため、同じ速度で実行される可能性があります。

コードも重要です。コードが厳密に線形（分岐なし）である場合、フラッシュは命令をプリフェッチして、より高い周波数でもCPUを飽和状態に保つことができます。Olin氏が述べたように、コードとデータが異なるメモリにある場合、別々のプログラムとデータの読み取りパスを持つハーバードアーキテクチャCPUは異なる動作をする可能性があります。

メタルROM（およびFRAMなどの他の不揮発性メモリ）には独自の特性があり、SRAMほど高速ではない場合があります。書く能力は必ずしも違いを生むわけではありません。これは、ビットセル出力と検出回路の特性に関するものです。

データシートは速度の違いの大まかなアイデアを提供しますが、確実に知る唯一の方法はコードをプロファイルすることです。

「プログラムの実行」には、同期クロックを備えたCPUが必要です。遅いメモリは、システム全体を十分に遅いクロックで実行するか、挿入wait states（フェッチとデコードのフェーズの間に余分な何もしないクロックサイクル）を実行して、特定のアドレス範囲に対してのみアクティブにすることができます（たとえば、古代の8085を参照）。 CPU命令フェッチは、セットアップ/ホールドインターバル中にデータが変化しない限り、データが最終値に落ち着くタイミングを正確に認識しません。

マイクロコントローラは通常、すべてのメモリをオンチップで備えているため、特に明記しない限り、メモリシステムはすべてゼロ待機状態であると想定します。（ただし、確認のためにデータシートをお読みください）。典型的なマイクロコントローラーは、デスクトップと比較してよりシンプルなシングルチップソリューションであることを意図しているため、マイクロコントローラーでは待機状態は起こりそうにありません。したがって、マイクロコントローラがオンチップのメモリ速度を一致させないことはまずありません。

より高速なメモリは、一般的にプレミアム（高電圧、低静電容量、より多くの需要）を要します。80xx86は、L2キャッシュに高速SRAM、L1キャッシュにさらに高速のSRAMがあり、メモリコントローラーに接続された低速の低速DRAMがたくさんあります。この種のシステムは、マイクロコントローラーよりもはるかに複雑であり、問​​題の範囲を超えています。（しかし、コンピューターエンジニアには非常に興味があります！）