相信絕大多數的人都了解記憶體對齊，都知道變數應該按8位元組去對齊，這樣性能高，但是其最最底層的原理是啥呢？ 有的人可能會說，因為高速快取是以8位元組為單位進行的，讀者你很聰明，這是原因之一，但我今天想挖的是更底層一點的原理，讓我們去記憶體的物理構成里找找答案！
記憶體物理結構
前面我們說過記憶體是由chip構成，每個chip內部，是由8個bank組成的，其構造如下圖：
而每一個bank是一個二維平面上的矩陣，前面文章中我們說到過，矩陣中每一個元素中都是保存了1個位元組，也就是8個bit，
記憶體編址方式
那么對于我們在應用程式中記憶體中地址連續的8個位元組,例如0x0000-0x0007，是從位于bank上的呢？直觀感覺，應該是在第一個bank上嗎？ 其實不是的，程式員視角看起來連續的地址0x0000-0x0007，實際上位8個bank中的，每一個bank只保存了一個位元組，在物理上，他們并不連續，下圖很好地闡述了實際情況，
你可能想知道這是為什么，原因是電路作業效率，記憶體中的8個bank是可以并行作業的， 如果你想讀取址0x0000-0x0007，每個bank作業一次，拼起來就是你要的資料，IO效率會比較高，但要存在一個bank里，那這個bank只能自己干活，只能串行進行讀取，需要讀8次，這樣速度會慢很多，
結論
所以，記憶體對齊最最底層的原因是記憶體的IO是以8個位元組64bit為單位進行的， 對于64位資料寬度的記憶體，假如cpu也是64位的cpu（現在的計算機基本都是這樣的），每次記憶體IO獲取資料都是從同行同列的8個chip中各自讀取一個位元組拼起來的，從記憶體的0地址開始，0-7位元組的資料可以一次IO讀取出來，8-15位元組的資料也可以一次讀取出來，
再換個例子假如你指定要獲取的是0x0001-0x0008，也是8位元組，但是不是0開頭的，記憶體需要怎么作業呢？沒有好辦法，記憶體只好先作業一次把0x0000-0x0007取出來，然后再把0x0008-0x0015取出來，把兩次的結果都回傳給你， CPU和記憶體IO的硬體限制導致沒辦法一次跨在兩個資料寬度中間進行IO，這樣你的應用程式就會變慢，算是計算機因為你不懂記憶體對齊而給你的一點點懲罰，
擴展1：事實上，編譯和聯結器會自動替開發者對齊記憶體的，盡量幫你保證一個變數不跨列尋址，但是他不能做到十分完美，
擴展2：其實在記憶體硬體層上，還有作業系統層，作業系統還管理了CPU的一級、二級、三級快取，不知道你有沒有印象，我們前面的文章說過高速快取里的Cache Line也是64位元組，它是記憶體IO的整數倍，不會讓記憶體IO浪費，
開發內功修煉之記憶體篇專輯：
- 1.帶你深入理解記憶體對齊最底層原理
- 2.記憶體隨機也比順序訪問慢，帶你深入理解記憶體IO程序
- 3.從DDR到DDR4，記憶體核心頻率其實基本上就沒太大的進步
- 4.實際測驗記憶體在順序IO和隨機IO時的訪問延時差異
- 5.揭穿記憶體廠家“謊言”，實測記憶體帶寬真實表現
- 6.NUMA架構下的記憶體訪問延遲區別！
- 7.PHP7記憶體性能優化的思想精髓
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