IC設(shè)計(jì)：ram的應(yīng)用-使用bitmap實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮

1.Bitmap技術(shù)說(shuō)明

Bitmap是一種通過(guò)位映射來(lái)高效存儲(chǔ)和查詢數(shù)據(jù)的技術(shù)，它在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)集時(shí)能夠有效地節(jié)省內(nèi)存空間。Bitmap技術(shù)特別適用于需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行存在性檢查的場(chǎng)景，比如用戶簽到、頁(yè)面訪問(wèn)等，它可以顯著節(jié)省內(nèi)存空間。

例如，如果要記錄10億用戶是否簽到，如果使用傳統(tǒng)的方法，如用一個(gè)長(zhǎng)度為10億的數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)用戶的ID和簽到狀態(tài)，將會(huì)占用大量的內(nèi)存。但如果采用Bitmap，則可以將這10億個(gè)狀態(tài)壓縮存儲(chǔ)到相對(duì)較少的內(nèi)存中。假設(shè)每個(gè)用戶的唯一標(biāo)識(shí)符(如uid)是int64類型，那么傳統(tǒng)方法可能需要大約8GB的內(nèi)存，而Bitmap只需要約125MB的內(nèi)存。

2.使用bitmap實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮

如果最大有2K個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是0到2047，如果使用fifo存儲(chǔ)，每個(gè)數(shù)據(jù)需要11bit，那么fifo的深度為2K，總計(jì)需要11x2K=22Kbit。

如果使用bitmap的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，我們只需要64x32bit就能實(shí)現(xiàn)。Bitmap是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的呢?我們可以采用64x32bit的ram實(shí)現(xiàn)，ram中的每個(gè)bit表示一個(gè)數(shù)據(jù)。Bit位為1表示存在此數(shù)據(jù)，bit位為0表示不存在。

請(qǐng)看下圖，采用4x8bit的ram表示32個(gè)數(shù)據(jù)，分別是0~31。圖中行號(hào)為1，列號(hào)為1，的bit位代表數(shù)字0。圖中行號(hào)為3，列號(hào)為2的bit位代表數(shù)字14。

由此可見(jiàn)，使用bitmap可以節(jié)約大量的存儲(chǔ)空間，特別是在數(shù)據(jù)量較大時(shí)。

3.應(yīng)用場(chǎng)景

場(chǎng)景1：在鏈表存儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，我們常常需要存儲(chǔ)空閑地址，如果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的深度為2K，采用傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式需要2kx11bit的存儲(chǔ)去實(shí)現(xiàn)。

場(chǎng)景2: 存儲(chǔ)不同pkt_id/client_id/func_id是否發(fā)生過(guò)各類事件，例如1024個(gè)func_id 是否發(fā)生過(guò)錯(cuò)誤。