Скачать презентацию Кэш-память Идея использования кэш-памяти Идея двухуровневой памяти Скачать презентацию Кэш-память Идея использования кэш-памяти Идея двухуровневой памяти

lect_cash.ppt

  • Количество слайдов: 18

Кэш-память Кэш-память

Идея использования кэш-памяти Идея двухуровневой памяти была предложено М. Уилксом в 1965 году в Идея использования кэш-памяти Идея двухуровневой памяти была предложено М. Уилксом в 1965 году в процессе разработки ВМ Atlas. Между ОП и процессором размещается небольшая, но быстродействующая буферная память, которая в последствии была названа кэш-памятью.

Структура системы с основной и кэшпамятью Ёмкость 2 N, адреса ячеек от 0 до Структура системы с основной и кэшпамятью Ёмкость 2 N, адреса ячеек от 0 до 2 N-1 Всего М блоков М = 2 n/К Ёмкость блока К слов Всего С блоков – строк, емкость блока К слов С<

ЕМКОСТЬ КЭШ-ПАМЯТИ Выбор емкости кэш-памяти — это всегда определенный компромисс. Реальная эффективность использования кэш-памяти ЕМКОСТЬ КЭШ-ПАМЯТИ Выбор емкости кэш-памяти — это всегда определенный компромисс. Реальная эффективность использования кэш-памяти зависит от характера решаемых задач, и невозможно заранее определить, какая ее емкость будет действительно оптимальной.

РАЗМЕР СТРОКИ Исследования показывают, что наиболее близким к оптимальному можно признать размер строки равный РАЗМЕР СТРОКИ Исследования показывают, что наиболее близким к оптимальному можно признать размер строки равный 4 -8 адресуемым единицам (словам или байтам). На практике размер строки обычно выбирают равным ширине шины данных, связывающей кэш-память с основной памятью.

Формат адреса Для доступа к конкретному слову в блоке ОП или в строке кэш-памяти Формат адреса Для доступа к конкретному слову в блоке ОП или в строке кэш-памяти можно использовать младшие 4 разряда 18 -разрядного адреса. Следовательно, возникает задача преобразования 14 -разрядного адреса блока основной памяти в 7 -разрядный адрес строки кэша.

СПОСОБЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ НА КЭШПАМЯТЬ Наиболее известны три варианта отображения основной памяти на СПОСОБЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ НА КЭШПАМЯТЬ Наиболее известны три варианта отображения основной памяти на кэшпамять: ¡ прямой; ¡ полностью ассоциативный; частично-ассоциативный, который имеет две модификации — множественно-ассоциативное отображение и отображение секторов. ¡

Прямое отображение Логика работы кэш-памяти Прямое отображение Логика работы кэш-памяти

Организация кэш-памяти с прямым отображением При прямом отображении адрес строки i кэш-памяти, на которую Организация кэш-памяти с прямым отображением При прямом отображении адрес строки i кэш-памяти, на которую может быть отображен блок j из ОП, однозначно определяется выражением: i =j mod т, где т — общее число строк в кэш-памяти. i – адрес строки в кэше (0. . 127) m – общее число строк в кэше (128) j – адрес блока в ОП (0. . 16383) i = j mod m i = j mod 128

Полностью ассоциативное отображение Логика работы кэш-памяти Полностью ассоциативное отображение Логика работы кэш-памяти

Организация кэш-памяти с ассоциативным отображением Организация кэш-памяти с ассоциативным отображением

Множественно-ассоциативное отображение Логика работы кэш-памяти Множественно-ассоциативное отображение Логика работы кэш-памяти

Организация кэш-памяти с множественноассоциативным отображением Организация кэш-памяти с множественноассоциативным отображением

АЛГОРИТМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ЗАПОЛНЕННОЙ КЭШ-ПАМЯТИ Наиболее распространенными являются четыре алгоритма: Наиболее эффективным является АЛГОРИТМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ЗАПОЛНЕННОЙ КЭШ-ПАМЯТИ Наиболее распространенными являются четыре алгоритма: Наиболее эффективным является алгоритм LRU (Least Recently Used), Другой алгоритм замещения работающий по принципу FIFO (First In First Out – «первый вошел, первый вышел» ), Замена наименее часто использовавшейся строки (LFU – Least Frequently Used), Замещаемая строка выбирается случайным образом – RAND.

СТРУКТУРА КЭШ-ПАМЯТИ МП i 486 СТРУКТУРА КЭШ-ПАМЯТИ МП i 486

Современная кэш-память Процессор Intel® Pentium® III (256 KБ кэш-памяти L 2): Процессор Intel® Pentium® Современная кэш-память Процессор Intel® Pentium® III (256 KБ кэш-памяти L 2): Процессор Intel® Pentium® III содержит две независые кэш-памяти L 1 объемом по 16 КБ(32 KБ (16 KБ/16 KБ) неблокируемая кэш-память L 1). Одна для инструкций, другая для данных. Кэш-память L 1 ускоряет доступ к недавно использованным данным и командам, повышая тем самым общую производительность системы. Кэш-память с усовершенствованной передачей данных и технологией Advanced System Buffering, удовлетворяя более высоким потребностям в пропускной способности, предъявляемым современными серверными окружениями. 256 KБ L 2 кэш-память с усовершенствованной передачей данных (полноскоростная). Кэш-память полная 2 уровня с кодом коррекции ошибок (ECC) или версии, которая включает дискретный, работающей на половине частоты ядра корпус L 2 с ECC.

That’s all! That’s all!