Основные функциональные характеристики блоков КЭШ-памяти

1) Емкость КЭШ.

2) Метод отображения. Так как количество строк Кэш памяти гораздо меньше, чем количество блоков памяти, необходимо установить соответствие между строкой КЭШ и строкой в оперативной памяти (ОП). Установление соответствие и называется функцией отображения.

· Прямая функция. За каждым блоком ОП закрепляется определенная строка КЭШ.Достоинства: простота реализации. Недостаток:обновление одних строк КЭШ будет происходить часто, другие могут быть вообще не задействованы.

· Ассоциативная. В этом случае Тетл являются все старшие разряды кода памяти, разрывается жесткая связь между блоком ОП и строкой КЭШ. Достоинства:обеспечение гибкости. Недостаток:усложнение логики поиска, усложнение алгоритмов управления Кэш памяти

· Секционированное – ассоциативная. В этом случае весь массив Кэш памяти делится на секции с фиксированным количеством строк.

3) Алгоритм замены строк в КЭШ

· LRU – least recently used – заменяется строка, к которой дольше всего не обращался процессор.

· LFU - least freguently used – заменяется, прежде всего, используемая строка

· FIFO – first in, first out – заменяется строка, записанная в КЭШ раньше остальных

· Случайный – выбирается случайным образом строка КЭШ.

4) Обеспечивание целостности информации.

· Сквозная запись – все операции записи дублируются в ОП

· Обратная запись – процессор вносит изменения только в свой КЭШ и информация записывается в ОП только по окончания процесса. Минимизирует количество обращений к ОП.

5) Размер блока. (2-8 слов)

6) Структурная и архитектурная организация блока.

· Количество уровней в иерархии

· Емкость КЭША растет по мере перехода от более верхнего уровня к более низкому

· КЭШ команд

· КЭШ данных

Если организуется единый массив КЭШ памяти, то упрощаются схемы контроллеров КЭШ, а при организации сегментированной организации массива, возможно параллельно обрабатывать команды и данные

17 Сравнительная характеристика организации КЭШ–памяти прямого отображения, ассоциативной и наборно-ассоциативной.

Метод отображения. Так как количество строк Кэш памяти гораздо меньше , чем количество блоков памяти, необходимо установить соответствие между строкой КЭШ и строкой в ОП. Установление соответствие и называется функцией отображения.

· Прямое отображение. Если каждая строка ОЗУ имеет только одно фиксированное место, на котором она может находиться в кэш-памяти, то такая кэш-память называется памятью с прямым отображением. Предположим, что ОЗУ состоит из 1000 строк с номерами от 0 до 999, а кэш-память имеет емкость только 100 строк. В кэш-памяти с прямым отображением строки ОЗУ с номерами 0, 100, 200, ..., 900 могут сохраняться только в строке 0 КП и нигде иначе, строки 1, 101, 201, …, 901

Достоинства:

· простота реализации.

Недостаток:

· обновление одних строк КЭШ будет происходить часто, другие могут быть вообще не задействованы.

Ассоциативная. Кэш-память называется полностью ассоциативной, если каждая строка ОЗУ может располагаться в любом месте кэш-памяти.

Достоинства:

· обеспечение гибкости.

Недостаток:

· усложнение логики поиска, усложнение алгоритмов управления Кэш памяти

Секционированное(наборно) –ассоциативная. позволяет каждому блоку кэшируемой памяти претендовать на одну из нескольких строк кэша, объединенных в набор (set). Можно считать, что в этой архитектуре есть несколько параллельно и согласованно работающих каналов прямого отображения, где контроллеру кэша приходится принимать решение о том, в какую из строк набора помещать очередной блок данных.

Поиск по сайту: