MMU 和 MPU 的區別

MMU 和 MPU 是 CPU 使用的記憶體管理硬體。程式生成的所有邏輯地址的集合稱為“邏輯地址空間”。與這些邏輯地址相對應的所有物理地址的集合稱為“物理地址空間”。使用者程式處理虛擬地址；它永遠不會看到真實的物理地址。

閱讀本文以瞭解更多關於 MMU 和 MPU 以及它們之間區別的資訊。

什麼是 MMU？

MMU（記憶體管理單元）用於虛擬記憶體和記憶體保護操作。虛擬地址到物理地址的執行時對映由 MMU 完成，MMU 是一種硬體裝置。

MMU 使用以下機制將虛擬地址轉換為物理地址。基址暫存器中的值會新增到使用者程序生成的每個地址中，該地址在傳送到記憶體時被視為偏移量。例如，如果基址暫存器值為 10000，則使用者嘗試使用地址位置 100 將被動態重新分配到位置 10100。

MPU（記憶體保護單元）通常是 CPU 的一部分，僅用於記憶體保護。它通常在低功耗處理器中實現，在這些處理器中不需要 MMU 功能（如虛擬記憶體管理），只需要記憶體保護。

MPU 主要用於簡單的系統，因為它可以以較低的複雜性和成本提供所有必要的特性。

以下是 MMU 和 MPU 之間的重要區別：

關鍵	MMU	MPU
定義	MMU 代表記憶體管理單元。	MPU 代表記憶體保護單元。
主要操作	MMU 用於多種與記憶體相關的操作，例如虛擬記憶體、虛擬地址到物理地址的轉換以及記憶體保護。	MPU 僅用於記憶體保護。
功能	MMU 也可以執行 MPU 的功能。	MPU 不能用於執行 MMU 的功能。
用法	執行高階作業系統（如 Windows、Linux 和 Android）的處理器使用 MMU。此類處理器稱為應用程式處理器。	執行 RTOS 操作（如 ThreadX）的處理器使用 MPU。此類處理器稱為基帶處理器，在執行 3G/4G 協議的地方很有用。
銀行切換	MMU 能夠進行銀行切換。	MPU 無法執行銀行切換。
快取控制	MMU 可以執行快取控制操作。	MPU 無法執行快取控制。
先進性	MMU 是更先進的硬體。	MPU 是相對不太先進的硬體。
開銷	MMU 使用更多開銷。	MPU 使用更少的開銷。

您應該注意到的最顯著的區別是，MMU 用於多種與記憶體相關的操作，例如虛擬記憶體、虛擬地址到物理地址的轉換以及記憶體保護；而 MPU 僅用於記憶體保護。

Kiran Kumar Panigrahi

更新於： 2023 年 2 月 21 日

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